Question

19．以下是有关SO₂、Cl₂的性质实验．
（1）某小组设计如图1所示的装置图（图中夹持和加热装置略去），分别研究SO₂和Cl₂的性质．

①若从左端分别通入SO₂和Cl₂，装置A中观察到的现象相同（填“相同”或“不相同”）；若装置D中装的是V₂O₅（催化剂），通入SO₂时，打开K通入适量O₂的化学反应方程式为2SO₂+O₂2SO₃．
②SO₂通入B中，溶液颜色退去，则该反应的离子方程式为SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺．
（2）某同学将足量的SO₂通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成．若向该试管中加入足量（填字母）AC，能产生白色沉淀．
A．氨水B．稀盐酸C．硝酸钾溶液D．硫化钠溶液
（3）若由元素S和O组成-2价酸根离子X．X中S和O的质量比为2：3，当Cl₂与含X的溶液完全反应后，得澄清溶液，取少量该溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀产生．写出Cl₂与含X的溶液反应的离子方程式：Cl₂+SO₃^2-+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺．
（4）某科研单位利用电化学原理用SO₂来制备硫酸，装置如图2，含有某种催化剂，电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触．通入SO₂的电极为负极，其电极反应式为SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺；电池的总反应式为2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫具有漂白性，氯水具有漂白性，图1装置A品红可检验二氧化硫、氯气的漂白性，B装置检验二氧化硫的还原性，C装置干燥气体，D氧化二氧化硫为三氧化硫，E装置尾气处理．
①二氧化硫具有漂白性，氯气与水反应生成HClO，HClO具有漂白性；SO₂在V₂O₅作催化剂，加热可与O₂反应生成SO₃；
②SO₂与I₂能发生氧化还原反应；
（2）SO₂在碱性条件下或被氧化成硫酸根，都与氯化钡能产生沉淀；
（3）x为SO₃^2-，遇Cl₂能被氧化成SO₄^2-，据此答题；
（4）SO₂来制备硫酸，SO₂被氧化，作还原剂，据此判断电极和书写电极反应．

解答 解：（1）①二氧化硫具有漂白性，氯气与水反应生成HClO，HClO具有漂白性，所以A中观察到的现象相同；SO₂在V₂O₅作催化剂，加热可与O₂反应生成SO₃，化学方程式为2SO₂+O₂2SO₃，
故答案为：相同；2SO₂+O₂2SO₃；
②SO₂与I₂能发生氧化还原反应，从而使碘水颜色褪去，离子方程式为SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺，
故答案为：SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺；
（2）A．在试管里加入氨水后，二氧化硫与氨水反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与氯化钡可生成亚硫酸钡白色沉淀，故A正确；
B．足量的SO₂通入装有氯化钡溶液的试管，再加稀盐酸无沉淀产生，故B错误；
C．足量的SO₂通入装有氯化钡溶液的试管，溶液呈酸性，硝酸钾中的硝酸根离子在酸性条件下，有强氧化性，可以将SO₂氧化成硫酸根，再与氯化钡产生硫酸钡白色沉淀，故C正确；
D．硫化钠溶液与SO₂反应产生硫单质，有淡黄色沉淀，故D错误；
故答案为：AC；
（3）x为SO₃^2-，遇Cl₂能被氧化成SO₄^2-，SO₄^2-遇盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀产生，Cl₂氧化SO₃^2-的离子方程式为Cl₂+SO₃^2-+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺，
故答案为：Cl₂+SO₃^2-+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺；
（4）SO₂来制备硫酸，SO₂被氧化，作还原剂，所以SO₂在负极反应，其电极反应式为SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺；SO₂制备硫酸，O₂作氧化剂，电池的总反应式为2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，
故答案为：负；SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺；2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄．

点评 本题主要考查了二氧化硫的性质，涉及氧化还原反应、电化学知识，有一定的综合性，中等难度，解题时注意基础知识的运用和化学用语的规范表达．