Question

硫及其化合物有廣泛的應(yīng)用，對(duì)SO₂性質(zhì)的研究是高中化學(xué)教學(xué)的一項(xiàng)重要內(nèi)容．
（1）對(duì)比研究是一種重要的研究方法．若將硫的單質(zhì)及部分化合物按如下表所示分成3組，則第2組中物質(zhì)M的化學(xué)式是

 

．

第1組	第2組	第3組
S（單質(zhì)）	SO2、H2SO3、M、NaHSO3	SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4

（2）某校化學(xué)學(xué)習(xí)小組用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究SO₂的性質(zhì)．

①在裝置Ⅰ中發(fā)生SO₂的催化氧化反應(yīng)，其化學(xué)方程式是

 

．
②若按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的順序連接裝置，（已知：SO₃熔點(diǎn) 16.8℃； SO₂ 沸點(diǎn)-10℃．）裝置Ⅱ的作用是

 

；裝置Ⅲ中溶液逐漸褪色，生成Mn²⁺的同時(shí)pH降低，則該反應(yīng)的離子方程式是

 

．
③若按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的順序連接裝置，如果裝置Ⅳ中有30mL 2.5mol/LNaOH溶液，反應(yīng)后增重4.8g，則裝置Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．

Answer 1

分析：（1）第2組物質(zhì)中硫元素的化合價(jià)都是+4價(jià)；
（2）①二氧化硫催化氧化產(chǎn)物是三氧化硫；
②冰水浴溫度下，三氧化硫呈固體狀態(tài)，二氧化硫具有還原性，可以被高錳酸鉀氧化；
③二氧化硫是酸性氧化物，可以和氫氧化鈉反應(yīng)，根據(jù)量的關(guān)系書(shū)寫方程式．

解答：解：（1）第2組物質(zhì)中硫元素的化合價(jià)都是+4價(jià)，按照氧化物、酸、鹽的順序排列下來(lái)，應(yīng)該是亞硫酸鈉，故答案為：Na₂SO₃；
（2）①二氧化硫催化氧化產(chǎn)物是三氧化硫，即2SO₂+O₂

催化劑

△

2SO₃，故答案為：2SO₂+O₂

催化劑

△

2SO₃；
②在冰水浴溫度下，三氧化硫呈固體狀態(tài)，所以裝置Ⅱ的作用是使SO₃凝結(jié)成固體與SO₂分離，二氧化硫具有還原性，可以被高錳酸鉀氧化，發(fā)生的反應(yīng)為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，故答案為：使SO₃凝結(jié)成固體與SO₂分離；5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；
③二氧化硫是酸性氧化物，可以和氫氧化鈉反應(yīng)，氫氧化鈉質(zhì)量增加量即為二氧化硫的質(zhì)量，反應(yīng)后增重4.8g，所以吸收二氧化硫物質(zhì)的量=

4.8g

64g/mol

=0.075mol，消耗氫氧化鈉是0.030L×2.5mol/L=0.075mol，所以NaOH和二氧化硫按物質(zhì)的量之比1：1反應(yīng)，即SO₂+NaOH=NaHSO₃，故答案為：SO₂+NaOH=NaHSO₃．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道關(guān)于實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)題目，考查學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，難度不大．