Question

4．非金属元素及其化合物在工农业生产中应用非常广泛．请回答以下问题：
Ⅰ．氯及其化合物
ClO₂与Cl₂的氧化性相近．在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛，某兴趣小组通过如下图所示，对其制备、吸收、释放和应用进行了研究．

（1）A中发生反应的化学方程式：2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O．
（2）关闭B的活塞，ClO₂在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO₂，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是吸收氯气．
（3）已知在酸性条件下NaClO₂可发生反应生成NaCl并释放出ClO₂，该反应的离子方程式为4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O，在ClO₂释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是验证是否有ClO₂生成．
Ⅱ．硫及其化合物：
（1）选择以下装置，通过实验现象依次完成以下验证：SO₂具有酸性、氧化性、还原性、漂白性．其仪器的连接顺序为ACIBFEG．

（2）利用下图装置能证明SO₂不与BaCl₂溶液反应，通入X气体可排除干扰达到实验目的是AD
A．CO₂        B．NH₃         C．O₃         D．N₂        E．NO₂

C发生的离子方程式3SO₂+3Ba²⁺+2NO₃^-+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺．
（3）葡萄酒常用Na₂S₂O₅作抗氧化剂．测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量（以游离SO₂计算）的方案如下：

按上述方案实验，当消耗标准I₂溶液25.00mL时，滴定完毕，滴定终点的标志当滴入最后一滴I₂溶液时，溶液从无色恰好变为蓝色，且30秒内不褪色，则说明已达到终点，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量（以游离SO₂计算）为0.32g•L^-1．

Answer 1

分析 I．A中稀盐酸和氯酸钠发生氧化还原反应生成二氧化氯，反应方程式为2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；生成的气体中含有氯气和二氧化氯，二氧化氯在D中被稳定剂吸收生成NaClO₂，则C应该吸收氯气，防止干扰实验；酸性条件下NaClO₂可发生反应生成NaCl并释放出ClO₂，离子方程式为4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；二氧化氯具有强氧化性，能氧化碘离子生成碘，碘遇淀粉变蓝色；
（1）稀盐酸和氯酸钠发生氧化还原反应生成二氧化氯和氯气；
（2）关闭B的活塞，ClO₂在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO₂，此时F中溶液的颜色不变，说明C能吸收氯气；
（3）在酸性条件下NaClO₂可发生反应生成NaCl并释放出ClO₂，根据反应物和生成物书写离子方程式；
在ClO₂释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，二氧化氯能氧化碘离子生成碘，碘遇淀粉试液变蓝色；
II．（1）选择以下装置，通过实验现象依次完成以下验证：SO₂具有酸性、氧化性、还原性、漂白性，根据实验目的及实验装置知，先用浓盐酸和亚硫酸钠制取二氧化硫，二氧化硫属于酸性氧化物，具有还原性、氧化性和漂白性，用品红溶液检验其漂白性、用硫化钠溶液检验其氧化性、用氯化铁溶液检验其还原性，二氧化硫有毒，不能直接排空，所以要用碱液处理尾气；
（2）浓硫酸和亚硫酸钠生成二氧化硫，二氧化硫通入水中生成亚硫酸，亚硫酸不稳定，易被氧化生成硫酸而产生干扰，所以要检验二氧化硫是否与氯化钡溶液反应，应该排除强氧化性物质，且也不能是碱性物质；
二氧化硫和氯化钡溶液发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀和NO、氢离子；
（3）滴定终点为：当滴入最后一滴I₂溶液时，溶液从无色恰好变为蓝色，且30秒内不褪色；
二氧化硫具有还原性、碘具有氧化性，二者在水溶液中发生反应SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI，根据SO₂---I₂计算样品中二氧化硫含量．

解答 解：I．A中稀盐酸和氯酸钠发生氧化还原反应生成二氧化氯，反应方程式为2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；生成的气体中含有氯气和二氧化氯，二氧化氯在D中被稳定剂吸收生成NaClO₂，则C应该吸收氯气，防止干扰实验；酸性条件下NaClO₂可发生反应生成NaCl并释放出ClO₂，离子方程式为4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；二氧化氯具有强氧化性，能氧化碘离子生成碘，碘遇淀粉变蓝色；
（1）稀盐酸和氯酸钠发生氧化还原反应生成二氧化氯和氯气，反应方程式为2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O，故答案为：2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；
（2）关闭B的活塞，ClO₂在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO₂，此时F中溶液的颜色不变，则从C出来的气体不含氯气，说明C能吸收氯气，故答案为：吸收氯气；
（3）在酸性条件下NaClO₂可发生反应生成NaCl并释放出ClO₂，根据反应物和生成物书写离子方程式为4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；
在ClO₂释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，二氧化氯能氧化碘离子生成碘，碘遇淀粉试液变蓝色，所以F能检验是否有二氧化氯生成，
故答案为：4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O； 验证是否有ClO₂ 生成；
II．（1）选择以下装置，通过实验现象依次完成以下验证：SO₂具有酸性、氧化性、还原性、漂白性，根据实验目的及实验装置知，先用浓盐酸和亚硫酸钠制取二氧化硫，二氧化硫属于酸性氧化物，具有还原性、氧化性和漂白性，用品红溶液检验其漂白性、用硫化钠溶液检验其氧化性、用氯化铁溶液检验其还原性，二氧化硫有毒，不能直接排空，所以要用碱液处理尾气，所以其装置顺序是A C I B F E G，
故答案为：A C I B F E G；
（2）浓硫酸和亚硫酸钠生成二氧化硫，二氧化硫通入水中生成亚硫酸，亚硫酸不稳定，易被氧化生成硫酸而产生干扰，所以要检验二氧化硫是否与氯化钡溶液反应，应该排除强氧化性物质且也不能是碱性物质，
臭氧和二氧化氮具有氧化性、氨气属于碱性气体，故选AD；
二氧化硫和硝酸钡溶液发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀、NO和氢离子，离子方程式为3SO₂+3Ba²⁺+2NO₃^-+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺，
故答案为：AD；3SO₂+3Ba²⁺+2NO₃^-+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺；
（3）滴定终点为：当滴入最后一滴I₂溶液时，溶液从无色恰好变为蓝色，且30秒内不褪色；
二氧化硫具有还原性、碘具有氧化性，二者在水溶液中发生反应SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI，根据SO₂---I₂，
设二氧化硫物质的量为xmol，
SO₂---I₂
1mol  1mol
xmol  0.04000mol/L×0.025L
1mol：1mol=xmol：（0.04000mol/L×0.025L）
x=0.001mol，
该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量（以游离SO₂计算）=$\frac{0.001mol×64g/mol}{0.2L}$
=0.32g/L，
故答案为：当滴入最后一滴I₂溶液时，溶液从无色恰好变为蓝色，且30秒内不褪色，则说明已达到终点； 0.32．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，涉及实验基本操作、实验仪器的性质、滴定实验、气体制备及其性质检验等知识点，明确实验原理及实验基本操作是解本题关键，难点是II（1）中仪器选取及实验先后顺序，题目难度中等．