Question

15．SO₂是一種大氣污染物，某興趣小組欲探究SO₂的性質(zhì)及綠色實驗方法，設(shè)計如下方案：

（1）B、C、D分別用于檢驗SO₂的漂白性、還原性和氧化性．其中C、D分別為碘水和硫化氫的水溶液，則B中所盛試劑為品紅溶液，C中反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺．
（2）為了實現(xiàn)綠色實驗的目標(biāo)，某同學(xué)重新設(shè)計了如上右圖A₂的制取裝置來代替A₁裝置，與A₁裝置相比，A₂裝置的優(yōu)點是：①不用加熱，安全性能高．②易于控制反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)更充分（任寫一個）（任寫一點即可）．
（3）E中用氨水吸收尾氣中的SO₂，“吸收液”中可能含有OH^-、SO₃^2-、SO₄^2-、HSO₃^-等陰離子．已知亞硫酸氫鹽一般易溶于水，SO₂也易溶于水．現(xiàn)有儀器和試劑為：小燒杯、試管、玻璃棒、膠頭滴管、過濾裝置和濾紙；2mol/L鹽酸、2mol/L HNO₃、1mol/L BaCl₂溶液、1mol/L Ba（OH）₂溶液、品紅溶液、蒸餾水．請設(shè)計實驗證明“吸收液”中存在SO₃^2-和HSO₃^-，完成下表的實驗操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論：

實驗操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1：取適量“吸收液”于小燒杯中，用膠頭滴管取1mol/L BaCl2溶液向小燒杯滴加直至過量．	若出現(xiàn)白色渾濁，則溶液中存在SO32-或 SO42-．
步驟2：將小燒杯中的濁液過濾、洗滌，再用適量水把附在濾紙上的固體沖入另一小燒杯中；向沖下的固體滴入1滴（或少量）品紅，再滴入過量2mol/L鹽酸，振蕩．
步驟3：用試管取適量濾液，向其中（或小燒杯中）滴入過量的1mol/LBa（OH）2溶液[或滴入1滴（或少量）品紅溶液，再滴入2-3滴（或過量）的2mol/L鹽酸]，振蕩

Answer 1

分析 （1）銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成二氧化硫氣體，B、C、D分別用于檢驗SO₂的漂白性、還原性和氧化性．其中C、D分別為碘水和硫化氫的水溶液，檢驗二氧化硫漂白性可以通過品紅試液；二氧化硫具有還原性，和碘單質(zhì)反應(yīng)生成硫酸和碘化氫；
（2）依據(jù)裝置圖對比分析不同，總結(jié)優(yōu)點；
（3）依據(jù)SO₃^2-和HSO₃^-離子的性質(zhì)和檢驗方法設(shè)計實驗進(jìn)行檢驗設(shè)計；結(jié)合題干信息和條件，取少量于小燒杯中加入過量氯化鋇反應(yīng)生成沉淀為亞硫酸鋇或硫酸鋇沉淀；取沉淀加入酸的生成二氧化硫，通過檢驗二氧化硫的存在方法驗證亞硫酸根離子的存在；取濾液依據(jù)亞硫酸氫根離子和酸反應(yīng)可以生成二氧化硫，檢驗二氧化硫完成實驗設(shè)計，或通過亞硫酸氫根離子和氫氧化鋇反應(yīng)生成沉淀分析判斷．

解答 解：（1）依據(jù)裝置圖可知，銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成二氧化硫氣體，B、C、D分別用于檢驗SO₂的漂白性、還原性和氧化性．其中C、D分別為碘水和硫化氫的水溶液，C檢驗二氧化硫的還原性，D檢驗二氧化硫的氧化性，檢驗二氧化硫漂白性可以通過品紅試液，品紅褪色是二氧化硫氣體的特性；二氧化硫具有還原性，和碘單質(zhì)反應(yīng)生成硫酸和碘化氫；反應(yīng)的兩種方程式為：SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺；
故答案為：品紅溶液； SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺；
（2）裝置圖分析可知，A₂的制取裝置來代替A₁裝置，可以不需要加熱，用分液漏斗加入硫酸可以控制反應(yīng)速率，反應(yīng)裝置安全；
故答案為：①不用加熱，安全性能高．②易于控制反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)更充分（任寫一個）；
（3）依據(jù)SO₃^2-和HSO₃^-離子的性質(zhì)和檢驗方法設(shè)計實驗進(jìn)行檢驗設(shè)計；結(jié)合題干信息和條件，取少量于小燒杯中加入過量氯化鋇反應(yīng)生成沉淀為亞硫酸鋇或硫酸鋇沉淀；取沉淀加入酸的生成二氧化硫，通過檢驗二氧化硫的存在方法驗證亞硫酸根離子的存在；取濾液依據(jù)亞硫酸氫根離子和酸反應(yīng)可以生成二氧化硫，檢驗二氧化硫完成實驗設(shè)計，或通過亞硫酸氫根離子和氫氧化鋇反應(yīng)生成沉淀分析判斷；實驗設(shè)計方法和步驟為：

實驗操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟2：滴入1滴（或少量）品紅，再滴入過量2mol/L鹽酸，振蕩	若品紅褪色（或有氣泡），則“吸收液”中存在 SO32- 若品紅不褪色（或無有氣泡），則“吸收液”中不存在 SO32-
步驟3：用試管取適量濾液，向其中（或小燒杯中）滴入過量的1mol/LBa（OH）2溶液[或滴入1滴（或少量）品紅溶液，再滴入2-3滴（或過量）的2mol/L鹽酸]，振蕩．	若出現(xiàn)白色沉淀（或品紅溶液褪色，或有氣泡），則“吸收液”中存在 HSO3-． 若不出現(xiàn)白色沉淀（或品紅溶液不褪色，或沒有氣泡），則“吸收液”中不存在 HSO3-．

故答案為：

實驗操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟2：滴入1滴（或少量）品紅，再滴入過量2mol/L鹽酸，振蕩	若品紅褪色（或有氣泡），則“吸收液”中存在 SO32- 若品紅不褪色（或無有氣泡），則“吸收液”中不存在 SO32-
步驟3：用試管取適量濾液，向其中（或小燒杯中）滴入過量的1mol/LBa（OH）2溶液[或滴入1滴（或少量）品紅溶液，再滴入2-3滴（或過量）的2mol/L鹽酸]，振蕩．	若出現(xiàn)白色沉淀（或品紅溶液褪色，或有氣泡），則“吸收液”中存在 HSO3-． 若不出現(xiàn)白色沉淀（或品紅溶液不褪色，或沒有氣泡），則“吸收液”中不存在 HSO3-．

點評 本題考查了二氧化硫性質(zhì)的實驗驗證方法和實驗設(shè)計分析步驟，掌握實驗基礎(chǔ)和離子性質(zhì)、離子檢驗方法，正確選擇試劑，描述反應(yīng)現(xiàn)象，題目難度中等．