题目内容

7．某研究性学习小组利用下列有关装置对SO2的性质及空气中SO2的含量进行探究（装置的气密性已检查）：

（1）装置A中反应的化学方程式是Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O．
（2）滴加浓硫酸之前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，再关闭弹簧夹．此操作的目的是排除装置中氧气对实验的干扰．
（3）实验过程装置B中没有明显变化．实验结束取下装置B，从中分别取少量溶液于两支洁净试管中．向第1支试管中滴加适量氨水出现白色沉淀BaSO3（填化学式）；向第2支试管中滴加适量新制氯水，仍然出现白色沉淀，该反应的离子方程式是Ba2++SO2+Cl2+2H2O=BaSO4↓+4H++2Cl-．
（4）装置C中的溶液中出现淡黄色浑浊，该实验证明SO2具有氧化 性．
（5）装置D的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气．
（6）实验后，测定装置D中溶液呈碱性．溶液为什么呈碱性呢？大家有两种不同的假设：①是生成的Na2SO3水解；②是氢氧化钠剩余．请设计实验方案证明哪种假设成立．可任选下列试剂进行实验：Na2SO3溶液、酚酞溶液、氯水、BaCl2溶液、稀硫酸
实验步骤实验操作预期现象与结论
1取少量溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液变红
2
（7）另一小组利用装置E进行实验：SO2性质实验之后，用注射器对实验室内空气进行取样．并向装置E中共注入V mL（已折算为标况下体积）的空气，当溶液刚好褪色时，停止实验．请计算该空气中SO2的体积分数（用含V的代数式表示）$\frac{2.8}{V}$．

分析 （1）装置A中亚硫酸钠和浓硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫气体和水，据此写出反应的化学方程式；
（2）装置中氧气影响测定，需要用氮气除去杂质中的空气；
（3）二氧化硫易溶于水，但是二氧化硫不与氯化钡溶液反应，当向溶液中通入氨气后生成亚硫酸铵，亚硫酸铵溶液与氯化钡反应生成亚硫酸钡；氯气具有强氧化性，氯气将二氧化硫氧化成硫酸，硫酸与氯化钡反应生成氯化钡沉淀，据此写出反应的离子方程式；
（4）二氧化硫与硫化氢反应生成淡黄色的S单质，二氧化硫表现了氧化性；
（5）二氧化硫有毒，多余的气体需要用氢氧化钠溶液吸收；
（6）向实验1的溶液中加入足量氯化钡溶液，根据溶液颜色变化判断；
（7）根据化合价变化找出二氧化硫与高锰酸钾的反应关系式，然后根据高锰酸钾的物质的量计算出VmL空气中含有的二氧化硫的体积，然后计算出空气中二氧化硫的体积分数．

解答 解：（1）装置A中亚硫酸钠和浓硫酸反应生成二氧化硫气体，反应的化学方程式为：Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O，
故答案为：Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O；
（2）装置中的氧气影响二氧化硫含量的测定，所以为了排除装置中空气，应该滴加浓硫酸之前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，再关闭弹簧夹，
故答案为：排除装置中氧气对实验的干扰；
（3）向第1支试管中滴加适量氨水，氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与氯化钡反应生成亚硫酸钡白色沉淀；氯气将二氧化硫氧化成硫酸，硫酸与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，反应的离子方程式为：Ba2++SO2+Cl2+2H2O=BaSO4↓+4H++2Cl-，
故答案为：BaSO3；Ba2++SO2+Cl2+2H2O=BaSO4↓+4H++2Cl-；
（4）C中发生反应为：2H2S+SO2=3S↓+2H2O，反应中二氧化硫得电子化合价降低而作氧化剂，表现了氧化性，
故答案为：氧化；
（5）二氧化硫气体是一种有毒气的酸性氧化物，多余的气体不能直接排放，需要用氢氧化钠溶液吸收，
故答案为：吸收SO2尾气，防止污染空气；
（6）取少量溶液于试管，滴入几滴酚酞，溶液变成红色，然后向该溶液中然后加入足量的BaCl2溶液，溶液中产生白色沉淀，若最后红色褪去，则说明①正确，若红色不能褪去，则说明②正确，
故答案为：

实验步骤实验操作预期现象与结论
2然后加入足量的BaCl2溶液溶液中产生白色沉淀，最后若红色褪去，则说明①正确；若红色不能褪去，则说明②正确
（7）根据化合价变化得出二氧化硫与高锰酸钾的关系式：2MnO4-～5SO2，高锰酸钾的物质的量为：0.001mol/L×0.05L=5×10-5mol，根据反应可知，空气中含有二氧化硫的物质的量为：5×10-5mol×$\frac{5}{2}$=1.25×10-4mol，标况下该二氧化硫的体积为：22.4L/mol×1.25×10-4mol=2.8×10-3L=2.8mL，
则该空气中SO2的体积分数为：$\frac{2.8mL}{VmL}$=$\frac{2.8}{V}$，
故答案为：$\frac{2.8}{V}$．

点评 本题考查了探究物质性质、测量物质含量的方法，题目难度较大，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力，明确实验原理及化学实验基本操作方法为解答关键，（6）为易错点，注意性质实验方案的设计与评价原则．

练习册系列答案
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试回答：
（1）实验中用饱和NaNO2与NH4Cl溶液制取氮气的化学方程式为NaNO2+NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N2↑+2H2O．
（2）装置中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A的作用是c（填写序号）．
a．防止NaNO2饱和溶液蒸发   b．保证实验装置不漏气   c．使NaNO2饱和溶液容易滴下
（3）按图连接好实验装置，检查装置气密性的方法是在干燥管D末端连接一导管，将导管插入烧杯中的液面下，用酒精灯微热蒸馏烧瓶，导管口有气泡冒出，撤掉酒精灯一段时间，导管内上升一段水柱，证明气密性良好．
（4）化学研究小组的装置存在严重问题，请说明改进的办法在干燥管D末端连接一个尾气处理装置．
（5）反应结束后，某同学用图2装置进行实验测定氮化铝样品的质量分数（实验中导管体积忽略不计）．已知：氮化铝和NaOH溶液反应生成NaAlO2和氨气．
①广口瓶中的试剂X最好选用c（填写序号）．
a．汽油   b．酒精  c．植物油  d．CCl4
②广口瓶中的液体没有装满（上方留有空间），则实验测得NH3的体积将不变（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
③若实验中称取氮化铝样品的质量为10.0g，测得氨气的体积为3.36L（标准状况），则样品中AlN的质量分数为61.5%．
18．化学中常用图象直观地描述化学反应的进程或结果．下列图象描述正确的是（　　）
A．
根据图可判断可逆反应 A2（g）+3B2 （g）?3C（g）+D（s） 的△H＞0
B．
图表示压强对可逆反应2A （g）+2B （g）?2AB3 （g）的影响，乙的压强大
C．
图可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化
D．
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15．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是（　　）
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