Question

某研究性学习小组的同学决定通过实验探究SO₂的漂白性是SO₂本身具有的还是SO₂与水作用的产物具有的，他们查阅资料知品红能溶解在酒精中形成红色溶液．
（1）甲同学设计了如图所示的装置，并认为由广口瓶中溶液颜色的变化可以达到实验目的，甲作出此判断的依据是______．
（2）乙同学通过分析指出甲同学的装置图有两处不合理，并进行了修改，修改的内容：______．
按修改后的装置，实验中控制SO₂以大约每分钟200个气泡的速率通过品红的酒精溶液，20分钟后溶液仍不褪色，由此知，品红的褪色不是______直接导致的．随后乙同学对SO₂使品红溶液褪色的微粒提出了如下三种假设：
假设一：是HSO；
假设二：是SO；
假设三：______．
（3）为验证自己的假设，乙同学进行了如下实验：取2mL相同浓度的品红的酒精溶液置于两支试管中，再向试管中分别加入少量Na₂SO₃、NaHSO₃固体，振荡静置后发现试管中的液体均褪色，对此他们得出使品红褪色的粒子是HSO、SO的结论，你认为此结论是否正确？______（填“是”或“否”），理由是______．
（4）为了进一步进行探究，丙同学又做了如下实验：取相同浓度的品红的酒精溶液各10mL分别置于两个小烧杯中，向两个烧杯中同时一次陛性地加久10mL 0.1mol/L Na₂SO₃、10mL 0.1mol/LNaHSO₃溶液，发现加入Na₂SO₃溶液的褪色较快．对此他可以得出的结论是______，理由是______．

Answer 1

解：（1）酒精的品红溶液中不含水，二氧化硫直接和品红反应而使品红褪色，所以其作用的是二氧化硫，
故答案为：酒精的品红溶液中不含水，二氧化硫直接和品红反应；
（2）该实验是探究干燥的SO₂能不能使品红褪色，所以二氧化硫通入品红溶液前要进行干燥；二氧化硫有毒，所以多余气体不能直接排空，故要有尾气处理装置，
二氧化硫和水反应生成亚硫酸，SO₂+H₂O?H₂SO₃，亚硫酸是二元弱酸，所以能发生两步电离，第一步生成氢离子和亚硫酸氢根离子，亚硫酸氢根离子电离生成亚硫酸根离子和氢离子，H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-，HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，以上反应都是可逆反应，所以存在的含有硫元素的微粒有（除二氧化硫外）H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃ ^2-，
故答案为：①二氧化硫没有干燥（或缺少二氧化硫的干燥装置）；②没有尾气吸收装置；H₂SO₃；
（3）亚硫酸钠和亚硫酸氢钠都是强碱弱酸盐，都能发生水解，水解反应方程式为：亚硫酸钠的水解：SO₃^2-+H₂O=HSO₃^-+OH^-、HSO₃^-+H₂O=H₂SO₃+OH^-；亚硫酸氢钠的水解，HSO₃^-+H₂O=H₂SO₃+OH^-，通过水解方程式看出，无论亚硫酸钠还是亚硫酸氢钠都能水解生成亚硫酸，故该说法错误，
故答案为：否；因亚硫酸根离子和亚硫酸氢根离子都会水解生成亚硫酸；
（4）Na₂SO₃和NaHSO₃都能电离和水解，但水解是微弱的，电离程度大于水解程度；HSO₃^-能电离出SO₃^2-，但较弱，则Na₂SO₃溶液中的SO₃^2-比NaHSO₃溶液中的大，Na₂SO₃使酒精品红溶液褪色快，说明起漂白作用的是SO₃^2-，
故答案为：使品红褪色的微粒是SO₃^2-；SO₃^2-离子浓度大，褪色快，而SO₃^2-浓度小时，褪色慢．
分析：（1）根据酒精品红溶液中的成分判断哪种物质和品红反应；
（2）根据实验目的及二氧化硫的性质分析，应制取干燥的二氧化硫气体；二氧化硫有毒，应有尾气处理装置；
根据二氧化硫和水反应的方程式判断溶液中存在的微粒，注意二氧化硫和水的反应是可逆反应；
（3）根据盐类的性质分析，强碱弱酸盐亚硫酸钠和亚硫酸氢钠都能发生水解生成亚硫酸，据此判断正误；
（4）亚硫酸钠和亚硫酸氢钠都是强碱弱酸盐，都能发生水解，但亚硫酸钠的水解程度大于亚硫酸氢钠的水解程度．
点评：本题考查了探究二氧化硫漂白性的实验，明确各物质的性质是解本题关键，注意采用对比方法进行分析，难度较大，根据物质的性质设计实验是学习的难点，也是高考的热点．