Question

18．某课外小组设计了如图所示的实验装置（图中固定装置已略去），进行SO₂性质的研究．

（1）从物质分类的角度，SO₂属于酸性（填“酸性”或“碱性”）氧化物．写出硫酸型酸雨形成的反应方程式：SO₂+H₂O=H₂SO₃，2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄．
①图中D装置可用来验证SO₂具有该性质，其中所加入的试剂是滴加酚酞的NaOH稀溶液．
②当向该装置通入SO₂时，A中紫色石蕊溶液变红，用化学用语解释其原因是H₂O+SO₂?H₂SO₃
（2）从元素化合价的角度分析SO₂的性质．
①当向该装置通入SO₂一段时间后，可观察C中溶液褪色，MnO₄^-转化为Mn²⁺，说明SO₂具有还原 性，反应的离子方程式为5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H ⁺
②如验证SO₂还具有另一方面的性质，可选择的药品是D．A．过氧化氢 B．浓硫酸 C．氯水 D．硫化钠溶液．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫为酸性氧化物，可在A中使石蕊试液变红色，二氧化硫具有漂白性，B中品红褪色，具有还原性，可在C中与高锰酸钾发生氧化还原反应，高锰酸钾溶液褪色，检验二氧化硫的酸性，可在D中用滴加酚酞的NaOH稀溶液检验，E应为尾气处理装置；
（2）从元素化合价的角度分析SO₂的性质，二氧化硫中S元素化合价为+4价，具有还原性和氧化性，可与高锰酸钾、硫化钠等溶液反应，以此解答该题．

解答 解：（1）二氧化硫能和碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物；SO₂溶于水生成亚硫酸，亚硫酸不稳定易被氧化生成硫酸，从而形成酸雨，化学方程式可表示为SO₂+H₂O=H₂SO₃，2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，
故答案为：酸性；SO₂+H₂O=H₂SO₃； 2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄；
①能和碱反应生成盐和水的氧化物是酸性氧化物，因此要验证二氧化硫属于酸性氧化物，必须和碱反应，例如二氧化硫和氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水．但亚硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液都是无色溶液，不能观察到明显的实验现象，所以可向溶液中加入酚酞试液检验亚硫酸钠的生成，即D中盛放的液体是滴加酚酞的氢氧化钠稀溶液，故答案为：滴加酚酞的NaOH稀溶液；
②二氧化硫和水反应生成亚硫酸，反应方程式为H₂O+SO₂?H₂SO₃．亚硫酸能电离出氢离子而使其溶液呈酸性，酸能使紫色石蕊试液变红色，
故答案为：H₂O+SO₂?H₂SO₃；
（2）二氧化硫中硫元素的化合价为+4价，处于中间价态，既有氧化性也有还原性．
①酸性高锰酸钾具有强氧化性，能氧化二氧化硫生成硫酸，反应的离子方程式为5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H ⁺，
故答案为：还原；5SO₂+2MnO₄ ^-+2H₂O=5SO₄ ^2-+2Mn²⁺+4H ⁺；
②要证明二氧化硫的氧化性，则必须和还原性物质发生氧化还原反应．
A．过氧化氢具有氧化性，能氧化二氧化硫，故A错误；
B．浓硫酸具有强氧化性，且和二氧化硫不反应，故B错误；
C．氯水具有强氧化性，能氧化二氧化硫，故C错误；
D．硫化钠具有还原性，能被二氧化硫氧化生成单质S，因此可以验证SO₂的氧化性，故D正确，
故答案为：D．

点评 本题考查性质实验方案设计，为高频考点，侧重考查学生的分析能力和实验能力，明确实验原理及物质性质、检验方法是解本题关键，知道各个装置的作用及实验现象，题目难度中等．