Question

某同学欲研究SO₂的性质．
（1）将相关的含硫物质分为如表所示3组，则第2组中物质X的化学式是

 

．

第1组	第2组	第3组
S（单质）	SO2、X、Na2SO3、NaHSO3	SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4

（2）实验室制取SO₂的化学方程式为

 

．
（3）利用下图所示的装置研究SO₂的性质：（熔点：SO₂-76.1℃，SO₃ 16.8℃，沸点：SO₂-10℃，SO₃ 45℃）．

①装置Ⅰ模拟工业生产中SO₂催化氧化的反应，其化学方程式是

 

．
②甲同学按Ⅰ、Ⅱ、III、Ⅳ的顺序连接装置，装置Ⅱ的作用是

 

； 装置Ⅲ中溶液逐渐褪色，生成Mn²⁺，则该反应的离子方程式是

 

．
③乙同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置，若装置Ⅳ中有40mL 2.5mol?L^-1 NaOH溶液，反应后增重4.8g，则产物（水除外）的物质的量之比是

 

．

Answer 1

考点：探究二氧化硫与水和品红溶液的反应

专题：实验设计题

分析：（1）将相关的含硫物质依据硫元素化合价分组，第2组物质中硫元素的化合价都是+4价，判断X为+4价的酸为H₂SO₃ ；
（2）实验室一般用亚使硫酸钠与稀硫酸反应制取二氧化硫；
（3）①二氧化硫催化氧化产物是三氧化硫；
②冰水浴温度下，三氧化硫呈固体状态，二氧化硫具有还原性，可以被高锰酸钾氧化；
③二氧化硫是酸性氧化物，可以和氢氧化钠反应，根据已知量的关系书写方程式，求解产物（水除外）的物质的量之比．

解答： 解：（1）将相关的含硫物质依据硫元素化合价分组，依据第2组物质中硫元素的化合价都是+4价，按照氧化物、酸、盐的顺序排列下来，判断X为+4价的酸为H₂SO₃ ；
故答案为：H₂SO₃ ；
（2）实验室用亚硫酸钠与稀硫酸反应制取二氧化硫气体，反应的化学方程式为：Na₂SO₃+H₂SO_4（浓）═SO₂↑+Na₂SO₄+H₂O，
故答案为：Na₂SO₃+H₂SO_4（浓）═SO₂↑+Na₂SO₄+H₂O；
（3）①二氧化硫催化氧化产物是三氧化硫，即2SO₂+O₂

催化剂

△

2SO₃，故答案为：2SO₂+O₂

催化剂

△

2SO₃；
②在冰水浴温度下，三氧化硫呈固体状态，所以装置Ⅱ的作用是使SO₃凝结成固体与SO₂分离，二氧化硫具有还原性，可以被高锰酸钾氧化，发生的反应为：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，
故答案为：使SO₃凝结成固体与SO₂分离；5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；
③二氧化硫是酸性氧化物，可以和氢氧化钠反应，二氧化硫物质的量和氢氧化钠物质的量进行分析判断生成产物，若n（SO₂）：n（NaOH）=1：2反应按照反应：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；若n（SO₂）：n（NaOH）=1：1，反应按照反应SO₂+NaOH=NaHSO₃；装置IV中有40mL 2.5mol?L^-1NaOH溶液中n（NaOH）=0.1mol，n（SO₂）=

4.8g

64g/mol

=0.075mol；n（SO₂）：n（NaOH）=0.075：0.1=3：4，所以生成产物为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，反应的化学方程式为：3SO₂+4NaOH═Na₂SO₃+2NaHSO₃+H₂O，亚硫酸钠和亚硫酸氢钠物质的量之比为1：2，
故答案为：1：2．

点评：本题考查了物质分类方法，规律总结，实验过程分析判断，化学方程式和离子方程式的书写，反应产物的分析判断，题目难度中等，注意（3）③量不同产物不同．