Question

硫及其化合物有广泛的应用，对SO₂性质的研究是高中化学教学的一项重要内容。

I．对比研究是一种重要的研究方法。若将硫的单质及部分化合物按如下表所示分成3 组，则第2组中物质M的化学式是                                         。

第1组	第2组	第3组
S (单质)	SO2、H2SO3、M、NaHSO3	SO3、H2SO4、Na2SO4、 NaHSO4

 

Ⅱ．某校化学学习小组用下图所示的实验装置研究SO₂气体还原Fe³⁺、Br₂的反应。

（1）下列实验方案可以用于在实验室制取所需SO₂的是                         。

A．Na₂SO₃溶液与HNO₃                     B．Na₂SO₃固体浓硫酸

C．固体硫在纯氧中燃烧                     D．铜与热的浓硫酸

（2）装置C的作用是除去多余的SO₂，防止污染空气。已知在用氢氧化钠溶液吸收SO₂的 过程中，往往得到Na₂SO₃和NaHSO₃的混合溶液，常温下，溶液pH随n(SO₃^2—)：n(HSO₃^—)变化关系如下表

n(SO32—)：n(HSO3—)	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

 

当吸收液中n(SO₃^2—)：n(HSO₃^—) =10：1时，溶液中离子浓度关系正确的是                      。

A．c(Na⁺)+ c(H⁺)= 2c(SO₃^2—)+ c(HSO₃^—)+ c(OH^—)

B．c(Na⁺)＞c(HSO₃^—)＞c(SO₃^2—)＞c(OH^—)＞c(H⁺)

C．c(Na⁺)＞c(SO₃^2—)＞c(HSO₃^—)＞c(OH^—)＞c(H⁺)

（3）在上述装置中通入过量的SO₂，为了验证A中SO₂与Fe³⁺发生了氧化还原反应，他们取A中反应后的溶液分成三份，并设计了如下探究实验，请你评价并参与他们的探究过程（限选试剂：KMnO₄溶液、KSCN溶液、BaCl₂溶液、稀硫酸、稀盐酸、稀硝 酸、Ba(NO₃)₂溶液、新制的氯水）

序号	实验方案	实验现象	结论
方案①	往第一份试液中加入KMnO4溶液溶液	紫红色褪去	SO2与Fe3+反应生成了Fe2+
方案②	往第二份试液中加入		SO2与Fe3+反应生成了Fe2+
方案③	往第二份试液中加入		SO2与Fe3+反应生成了SO42—

 

上述方案①得出的结论是否合理                     ，原因                                 。

如果他们设计的方案②与方案③均合理并且得到相应结论，请你将上面表格补充完整。

（4）装置B中能表明Br^—的还原性弱于SO₂的现象是                            。

 

Answer 1

【答案】

（15分）

Ⅰ.Na₂SO₃ （2分）

Ⅱ. (1)BD（2分）     (2) AC   （2分）

(3)否  （1分） SO₂、Fe²⁺都能使酸性高锰酸钾溶液褪色（2分）

方案②：往第二份试液加入KSCN溶液，观察现象，再加入新制的氯水，（1分）先不变红，后溶液变红。（1分）

方案③：往第三份试液加入稀盐酸酸化，再加入BaCl₂溶液（1分） 产生白色沉淀。（1分）

(4)B 中橙色（或黄色）褪去（2分）

【解析】

试题分析：

Ⅰ.第2组中硫元素都为+4价。

Ⅱ.（1）A、HNO₃有挥发性，错误； B、可行；C、该方法不适合实验室使用，错误；D、可行

（2）A、符合电荷守恒，正确；B、C比较，当比值为10:1是，溶液呈碱性，说明SO₃^2-浓度比 HSO₃^-大。

（3）SO₂如果和Fe³⁺发生氧化还原产物为SO₄^2-和Fe²⁺，因此需要检验这两个离子。

方案①不合理，SO₂也能让高锰酸钾褪色。

（4）B 中橙色（或黄色）褪去，说明还原性小于SO₂

考点：本题考查了实验的基本操作，溶液中三个守恒关系，实验方案设计等知识点，要求学生对实验的原理清楚。