Question

【题目】SO2的防治与利用对于环境保护意义重大。某小组在实验室中对SO2的性质及回收利用等相关问题进行探究。

（1）用下图装置制备纯净的SO2，发生装置中反应的化学方程式为________，装置的连接顺序为：a→________（按气流方向，用小写字母表示）

（2）用如图装置探究SO2的性质。限选试剂：NaOH溶液、稀H2SO4、H2O2溶液、FeCl3溶液、 淀粉-KI溶液、新制H2S溶液。

操作步骤	实验现象	解释原因
用注射器将新制H2S溶液注入充满SO2的烧瓶	产生乳白色浑浊	+4价S有_______性
用注射器将_______溶液注入充满SO2的烧瓶	_______	+4价S有还原性，反应的离子方程式为_______

（3）工业上回收利用SO2的一种途径是：

该小组在实验室探究步骤Ⅱ时，一定条件下向100mL c0mol·L－1的(NH4)2SO3溶液通入空气后，欲测定溶液中(NH4)2SO3的氧化率(α)。

①为该小组设计实验方案（不必描述操作过程的细节，物理量的数值用字母表示）：______________________________________________________________________________

②α =________×100%（用实验方案中的物理量表示）。

Answer 1

【答案】 H2SO4+2NaHSO3 2SO2↑+2H2O+Na2SO4或H2SO4+NaHSO3 SO2↑+H2O+NaHSO4 b→c→g→f→d 氧化 FeCl3 溶液由棕黄色变成浅绿色 SO2+2Fe3++2H2O SO42—+2Fe2++4H+ 方案1：取20.00mL反应后的溶液于锥形瓶中，用浓度为c mol·L－1的KMnO4标准溶液滴定，重复滴定三次，平均消耗KMnO4溶液的体积是VmL或方案2：向反应后的溶液中加入过量盐酸，再加入足量BaCl2溶液，将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量，质量为mg 或

【解析】⑴. 硫酸的酸性大于亚硫酸，亚硫酸氢钠与浓硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫和水或硫酸氢钠、二氧化硫和水，反应方程式为：H2SO4+2NaHSO3 = 2SO2↑+2H2O+Na2SO4或H2SO4+NaHSO3 = SO2↑+H2O+NaHSO4，二氧化硫为酸性气体，制取的二氧化硫中含有水蒸气，可用浓硫酸进行干燥，所以a→b，二氧化硫密度大于空气，收集时应采用向上排空气法收集，需长管进、短管出，所以c→g，二氧化硫是有毒的气体，需进行尾气处理，可用碱石灰吸收，所以f→d，故答案为：H2SO4+2NaHSO3 = 2SO2↑+2H2O+Na2SO4或H2SO4+NaHSO3 = SO2↑+H2O+NaHSO4；b→c→g→f→d；

⑵. 硫化氢和二氧化硫发生价态归中反应生成单质硫，产生乳白色浑浊，二氧化硫中的硫元素化合价从+4价降低为0价，说明二氧化硫中+4价的硫具有氧化性；要证明+4价的硫具有还原性，需在提供的试剂中选择氧化剂，因H2O2在反应前后无明显现象，应选择氯化铁，Fe3+具有氧化性，与二氧化硫发生氧化还原反应：SO2+2Fe3++2H2O = SO42—+2Fe2++4H+，含Fe3+的溶液呈棕黄色，含Fe2+的溶液呈浅绿色，可观察到溶液由棕黄色变为浅绿色，故答案为：氧化；FeCl3；溶液由棕黄色变成浅绿色；SO2+2Fe3++2H2O =SO42—+2Fe2++4H+；

⑶. ①. 在一定条件下向100mL c0mol·L－1的(NH4)2SO3溶液通入空气后，可通过测定溶液中的亚硫酸根离子或硫酸根离子的物质的量来测定溶液中(NH4)2SO3的氧化率，所以可设计两个方案，分别为：方案1：测定溶液中亚硫酸根离子的量，取20.00mL反应后的溶液于锥形瓶中，用浓度为c mol·L－1的KMnO4标准溶液滴定，重复滴定三次，平均消耗KMnO4溶液的体积是VmL；方案2：测定溶液中硫酸根离子的量，向反应后的溶液中加入过量盐酸，再加入足量BaCl2溶液，将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量，质量为mg，故答案为：方案1：取20.00mL反应后的溶液于锥形瓶中，用浓度为c mol·L－1的KMnO4标准溶液滴定，重复滴定三次，平均消耗KMnO4溶液的体积是VmL或方案2：向反应后的溶液中加入过量盐酸，再加入足量BaCl2溶液，将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量，质量为mg；

②. 若采用方案1测定溶液中亚硫酸根离子的物质的量，SO32－被高锰酸钾氧化生成SO42－，反应的离子方程式为：5SO32－＋2MnO4－＋6H＋=5SO42－＋2Mn2＋＋3H2O，重复滴定三次，平均消耗高锰酸钾的体积为VmL，溶液中亚硫酸根离子的物质的量为：(cV×10－3)mol，则氧化率(α)=×100%=×100%，若采用方案2，向反应后的溶液中加入过量的盐酸，先将剩余的亚硫酸根离子除去，再加入足量的氯化钡溶液，生成硫酸钡沉淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量，质量为mg，则氧化率(α)=×100%=×100%，故答案为：或。