Question

15．為探究Na₂SO₃溶液和鉻（VI）鹽溶液的反應(yīng)規(guī)律，某同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)如下：
已知：Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O?2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺
（1）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)i和ii：

序號(hào)	操作	現(xiàn)象
i	向2mL pH=2的0.05mol•L-1 K2Cr2O7橙色溶液中滴加飽和Na2SO3溶液（pH 約為 9）3滴	溶液變綠色（含Cr3+）
ii	向2mL pH=8的0.1mol•L-1 K2CrO4黃色溶液中 滴加飽和Na2SO3溶液3滴	溶液沒(méi)有明顯變化

①用化學(xué)用語(yǔ)表示飽和Na₂SO₃溶液pH約為9的原因：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-．
②用離子方程式解釋i中現(xiàn)象：Cr₂O₇^2-+3SO₃^2-+8H⁺═2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O．
（2）繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)iii：

序號(hào)	操作	現(xiàn)象
iii	向2mL飽和Na2SO3溶液中滴加pH=2的0.05mol•L-1 K2Cr2O7橙色溶液3滴	溶液變黃色

為了說(shuō)明產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因，補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)：
向2mL蒸餾水中滴加pH=2的0.05mol•L^-1 K₂Cr₂O₇橙色溶液3滴，溶液變成淺橙色．
①補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)的目的是排除水的稀釋對(duì)溶液顏色變化造成的影響．
②用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋iii中現(xiàn)象：Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O?2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺，溶液中大量的SO₃^2-（或OH^-）與H⁺結(jié)合導(dǎo)致溶液中c（H⁺）下降，平衡正向移動(dòng)，溶液顏色變黃．
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)i～iii，可推測(cè)：Na₂SO₃溶液和鉻（VI）鹽溶液的反應(yīng)與溶液酸堿性有關(guān)．
a．堿性條件下，Na₂SO₃溶液和鉻（VI）鹽溶液不發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
b．酸性條件下，Na₂SO₃溶液和鉻（VI）鹽溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Cr³⁺．
④向?qū)嶒?yàn)iii所得黃色溶液中繼續(xù)滴加硫酸，產(chǎn)生的現(xiàn)象證實(shí)了上述推測(cè)．該現(xiàn)象是溶液變綠．
（3）為探究溶液酸性增強(qiáng)對(duì)Na₂SO₃溶液還原性或鉻（VI）鹽溶液氧化性的影響，該同學(xué)利用如圖裝置繼續(xù)實(shí)驗(yàn)（已知電壓大小反映了物質(zhì)氧化還原性強(qiáng)弱的差異；物質(zhì)氧化性與還原性強(qiáng)弱差異越大，電壓越大）．
a．K閉合時(shí)，電壓為x．
b．向U型管左側(cè)溶液中滴加硫酸至pH=2后，電壓增大了y．
c．繼續(xù)向U型管右側(cè)溶液中滴加硫酸后，無(wú)氣體逸出，電壓幾乎不變．
①上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：溶液酸性增強(qiáng)，鉻（VI）鹽溶液的氧化性增強(qiáng)，Na₂SO₃溶液的還原性幾乎沒(méi)有變化．
②有同學(xué)認(rèn)為：隨溶液酸性增強(qiáng)，溶液中O₂的氧化性增強(qiáng)也會(huì)使電壓增大．利用如圖裝置選擇合適試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明O₂的存在不影響上述結(jié)論．該實(shí)驗(yàn)方案是U型管左管中盛放pH=8濃度為0.1mol•L^-1K₂SO₄溶液，右管盛放飽和Na₂SO₃溶液，閉合K，記錄電壓；向左管溶液中滴加硫酸至pH=2后，記錄電壓，測(cè)得電壓增大了z（z＜y）．

Answer 1

分析 （1）①飽和Na₂SO₃溶液pH約為9，溶液顯堿性，是溶液中亞硫酸根離子水解顯堿性；
②向2mL pH=2的0.05mol•L^-1 K₂Cr₂O₇橙色溶液中滴加飽和Na₂SO₃溶液（pH 約為 9）3滴，溶液變綠色（含Cr³⁺），是重鉻酸根離子具有氧化性能氧化亞硫酸根離子為硫酸根；
（2）①向2mL飽和Na₂SO₃溶液中滴加pH=2的0.05mol•L^-1 K₂Cr₂O₇橙色溶液3滴，溶液變黃色，為了說(shuō)明產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因，補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)：向2mL蒸餾水中滴加pH=2的0.05mol•L^-1 K₂Cr₂O₇橙色溶液3滴，溶液變成淺橙色，排除加入水稀釋對(duì)溶液顏色的影響；
②Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O?2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺，溶液中大量的SO₃^2-（或OH^-）與H⁺結(jié)合導(dǎo)致溶液中c（H⁺）下降，平衡正向進(jìn)行；
③+6價(jià)鉻元素具有氧化性．，在酸性溶液中氧化亞硫酸根離子；
④加入酸溶液，平衡逆向進(jìn)行，重鉻酸根離子氧化亞硫酸根離子，本身被還以為鉻離子為綠色溶液；
（3）①實(shí)驗(yàn)說(shuō)明酸性越強(qiáng)，鉻（VI）鹽氧化性越強(qiáng)，不影響亞硫酸鈉的還原性；
②左側(cè)換成中性溶液閉合電路記錄電壓，然后左管加入硫酸調(diào)節(jié)溶液PH=2記錄電壓，若電壓增大說(shuō)明氧氣不影響．

解答 解：（1）①飽和Na₂SO₃溶液pH約為9，溶液顯堿性，是溶液中亞硫酸根離子水解顯堿性，水解離子方程式為：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，
故答案為：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-；
②向2mL pH=2的0.05mol•L^-1 K₂Cr₂O₇橙色溶液中滴加飽和Na₂SO₃溶液（pH 約為 9）3滴，溶液變綠色（含Cr³⁺），是重鉻酸根離子具有氧化性，在酸性溶液中能氧化亞硫酸根離子為硫酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為：Cr₂O₇^2-+3SO₃^2-+8H⁺═2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+3SO₃^2-+8H⁺═2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O；
（2）①向2mL飽和Na₂SO₃溶液中滴加pH=2的0.05mol•L^-1 K₂Cr₂O₇橙色溶液3滴，溶液變黃色，為了說(shuō)明產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因，補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)：向2mL蒸餾水中滴加pH=2的0.05mol•L^-1 K₂Cr₂O₇橙色溶液3滴，溶液變成淺橙色，補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)的目的是：排除水的稀釋對(duì)溶液顏色變化造成的影響，
故答案為：排除水的稀釋對(duì)溶液顏色變化造成的影響；
②向2mL飽和Na₂SO₃溶液中滴加pH=2的0.05mol•L^-1 K₂Cr₂O₇橙色溶液3滴，溶液變黃色，是因?yàn)椋喝芤褐写嬖诨瘜W(xué)平衡：Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O?2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺，溶液中大量的SO₃^2-（或OH^-）與H⁺結(jié)合導(dǎo)致溶液中c（H⁺）下降，平衡正向移動(dòng)，溶液顏色變黃，
故答案為：Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O?2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺，溶液中大量的SO₃^2-（或OH^-）與H⁺結(jié)合導(dǎo)致溶液中c（H⁺）下降，平衡正向移動(dòng)，溶液顏色變黃；
③Na₂SO₃溶液和鉻（VI）鹽溶液的反應(yīng)與溶液酸堿性有關(guān)，堿性條件下，Na₂SO₃溶液和鉻（VI）鹽溶液不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，酸性條件下，Na₂SO₃溶液和鉻（VI）鹽溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Cr³⁺，
故答案為：酸性條件下，Na₂SO₃溶液和鉻（VI）鹽溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Cr³⁺；
④向?qū)嶒?yàn)iii所得黃色溶液中繼續(xù)滴加硫酸，產(chǎn)生的現(xiàn)象證實(shí)了上述推測(cè)．Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O?2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺，加入氫離子平衡逆向進(jìn)行，重鉻酸根離子氧化亞硫酸根離子，本身被還以為鉻離子為綠色溶液，該現(xiàn)象是溶液變綠，
故答案為：溶液變綠；
（3）①分析上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：溶液酸性增強(qiáng)，鉻（VI）鹽溶液的氧化性增強(qiáng)，Na₂SO₃溶液的還原性幾乎沒(méi)有變化，
故答案為：溶液酸性增強(qiáng)，鉻（VI）鹽溶液的氧化性增強(qiáng)，Na₂SO₃溶液的還原性幾乎沒(méi)有變化；
②隨溶液酸性增強(qiáng)，溶液中O₂的氧化性增強(qiáng)也會(huì)使電壓增大．利用如圖裝置選擇合適試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明O₂的存在不影響上述結(jié)論．該實(shí)驗(yàn)方案是左側(cè)換成中性溶液閉合電路記錄電壓，然后左管加入硫酸調(diào)節(jié)溶液PH=2記錄電壓，若電壓增大說(shuō)明氧氣不影響，具體步驟為：U型管左管中盛放pH=8 0.1mol•L^-1K₂SO₄溶液，右管盛放飽和Na₂SO₃溶液，閉合K，記錄電壓；向左管溶液中滴加硫酸至pH=2后，記錄電壓，
故答案為：U型管左管中盛放pH=8 0.1mol•L^-1K₂SO₄溶液，右管盛放飽和Na₂SO₃溶液，閉合K，記錄電壓；向左管溶液中滴加硫酸至pH=2后，記錄電壓．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究、反應(yīng)現(xiàn)象的分析應(yīng)用、主要是反應(yīng)條件和反應(yīng)過(guò)程的原理分析判斷，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)驗(yàn)證，題目難度較大．