Question

3．资料显示“强酸性或强碱性溶液可使品红溶液褪色”．某兴趣小组探究S0₂使品红溶液褪色的原因，实验如下．
1．探究体现漂白性的主要微粒
实验一：将SO₂分别通入0.1%品红水溶液和0.1%品红乙醇溶液中．观察到前者褪色而后者不褪色．
实验二：

	试管中的溶液	现象
	a.0.1mol/LSO2溶液（pH=2）	溶液逐渐变浅，约90s后完全褪色
	b.0.1mol/LNaHSO3溶液（pH=5）	溶液立即变浅，约15s后完全褪色
	c.0.1mol/LNa2SO3溶液（pH=10）	溶液立即褪色
	d．pH=10NaOH溶液	红色溶液不变色
	e．pH=2H2SO4溶液	红色溶液不变色

（1）SO₂水溶液中含$\stackrel{+4}{S}$的微粒有SO₂、H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-．
（2）NaHS0₃溶液显酸性的原因是HSO₃^-离子存在平衡有电离平衡：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，水解平衡：HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，溶液显酸性说明亚硫酸氢根离子电离程度大于其水解程度（用化学平衡原理解释）．
（3）实验d的目的是证明该实验条件下氢氧根离子对品红溶液褪色不产生干扰．
（4）由实验一、二可知：该实验条件下，SO₂使品红溶液褪色时起主要作用的微粒是SO₃^2-．
Ⅱ．探究褪色过程的可逆性
（5）甲同学：向a实验后的无色溶液中滴入NaOH溶液至pH=10时，溶液颜色不变．
乙同学：向a实验后的无色溶液中滴入Ba（OH）₂溶液至pH=10时，生成白色沉淀，溶液变红．
实验方案合理的是乙（选填“甲”或“乙”）．结合离子方程式说明其原因是SO₃^2-能使品红褪色，因为SO₂+2OH^-+Ba²⁺=BaSO₃↓+H₂O，可以排除SO₃^2-的干扰．
（6）丙同学利用SO₂的还原性设计并完成了下列实验，得出结论：该褪色过程是可逆的．
步骤一：


步骤二：
2．骤一，i中反应的化学方程式是SO₂+I₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄．
②将步骤二中的实验方案补充完整（按步骤一的形式呈现）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）二氧化硫溶于水和水发生反应生成亚硫酸，亚硫酸存在两步电离；
（2）NaHS0₃溶液中存在亚硫酸氢钠电离和水解，溶液显酸性说明亚硫酸氢根离子电离程度大于其水解程度；
（3）氢氧化钠溶液中红色不褪去说明氢氧根离子对品红褪色不干扰；
（4）a.0.1mol/LSO₂溶液（pH=2），溶液逐渐变浅，约90s后完全褪色，
b.0.1mol/LNaHSO₃溶液（pH=5），溶液立即变浅，约15s后完全褪色，
c.0.1mol/LNa₂SO₃溶液（pH=10），溶液立即褪色，说明亚硫酸根离子影响大；
Ⅱ．探究褪色过程的可逆性
（5）甲同学：向a实验后的无色溶液中滴入NaOH溶液至pH=10时，溶液颜色不变，氢氧根离子不影响二氧化硫褪色，
乙同学：向a实验后的无色溶液中滴入Ba（OH）₂溶液至pH=10时，生成白色沉淀亚硫酸钡，溶液变红，说明品红褪色可逆；
（6）依据步骤i设计步骤ii，先加入品红溶液褪色，滴入碘酒用氢氧化钠溶液调节溶液PH=2时，溶液恢复红色；
步骤一，i中反应是碘单质和二氧化硫在水溶液中发生反应生成碘化氢和硫酸．

解答 解：Ⅰ．（1）二氧化硫溶于水和水发生反应生成亚硫酸，亚硫酸存在两步电离，SO₂+H₂O?H₂SO₃，H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-，HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，SO₂水溶液中含$\stackrel{+4}{S}$的微粒有：SO₂、H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-，
故答案为：SO₂、H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-，
（2）NaHS0₃溶液中，HSO₃^-离子存在平衡有电离平衡：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，水解平衡：HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，溶液显酸性说明亚硫酸氢根离子电离程度大于其水解程度，
故答案为：HSO₃^-离子存在平衡有电离平衡：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，水解平衡：HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，溶液显酸性说明亚硫酸氢根离子电离程度大于其水解程度；
（3）pH=10NaOH溶液中红色溶液不变色，证明该实验条件下氢氧根离子对品红溶液褪色不产生干扰，
故答案为；证明该实验条件下氢氧根离子对品红溶液褪色不产生干扰；
（4）abc实验分析可知，a.0.1mol/LSO₂溶液（pH=2），溶液逐渐变浅，约90s后完全褪色，
b.0.1mol/LNaHSO₃溶液（pH=5），溶液立即变浅，约15s后完全褪色，
c.0.1mol/LNa₂SO₃溶液（pH=10），溶液立即褪色，
SO₂使品红溶液褪色时起主要作用的微粒是SO₃^2-，
故答案为：SO₃^2-；
Ⅱ．探究褪色过程的可逆性
（5）甲同学：向a实验后的无色溶液中滴入NaOH溶液至pH=10时，溶液颜色不变，氢氧根离子不影响二氧化硫褪色，不能说明二氧化硫的漂白性具有可逆性，
乙同学：向a实验后的无色溶液中滴入Ba（OH）₂溶液至pH=10时，生成白色沉淀亚硫酸钡，溶液变红，说明品红褪色可逆；
实验方案合理的是乙，其原因是SO₃^2-能使品红褪色，因为SO₂+2OH^-+Ba²⁺=BaSO₃↓+H₂O，可以排除SO₃^2-的干扰，
故答案为：乙；SO₃^2-能使品红褪色，因为SO₂+2OH^-+Ba²⁺=BaSO₃↓+H₂O，可以排除SO₃^2-的干扰；
（6）步骤一，i中反应是碘单质和二氧化硫在水溶液中发生反应生成碘化氢和硫酸，反应的化学方程式为：SO₂+I₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄，
②依据步骤i设计步骤ii，先加入品红溶液褪色，滴入碘酒用氢氧化钠溶液调节溶液PH=2时，溶液恢复红色，步骤为：
，
故答案为：SO₂+I₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄；．

点评 本题考查了物质性质实验探究方法、实验设计、实验现象的理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．