Question

Ⅰ以下是有关SO₂、Cl₂的性质实验．
（1）某小组设计如图所示的装置图（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中观察到的现象是否相同？______（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______△2SO₃

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ、（1）①二氧化硫具有漂白性和有机色素结合为不稳定的化合物，氯气通入溶液中与水反应生成的次氯酸具有漂白性，可以氧化有机色素为无色；二氧化硫催化氧化为三氧化硫；
②二氧化硫具有还原性和碘单质发生氧化还原反应生成硫酸和氢碘酸；
（2）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物质仍无沉淀；
A．氨水和二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸根离子和钡离子结合生成沉淀；
B．稀盐酸不和二氧化硫反应不能生成沉淀；
C．硝酸钾溶液在酸性溶液中形成稀硝酸具有氧化性能氧化二氧化硫为硫酸，结合钡离子生成沉淀；
D．硫化钠溶液和二氧化硫反应生成单质硫沉淀；
（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，依据元素化合价代数和计算分析X为SO₃^2-；氯气具有氧化性氧化亚硫酸根离子诶硫酸根离子；
（4）本题为SO₂与O₂反应生成SO₃，SO₃再与水化合生成硫酸，根据硫酸的出口判断正负极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，原电池放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动；
Ⅱ、A．NO有毒，不能排放在空气中，应有尾气处理装置；
B．电子由负极流向正极；
C．装置③中气体长进短出，收集密度比空气大的气体；短进长出收集密度比空气小的气体；
D．测量气体的体积，装液态的集气瓶中的导管应短进长出．；
Ⅲ、铅蓄电池放电时，铅作负极，二氧化铅作正极，正极上得电子发生还原反应，当铅蓄电池充电时，二氧化铅要连接电源正极；电解苦卤水时，阳极上还原性强的离子先失电子发生氧化反应．
解答：解：二氧化硫能和有色物质反应生成无色物质，所以二氧化硫有漂白性；氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性，能使有色物质褪色，所以若从左端分别通入SO₂和Cl₂，装置A中观察到的现象相同，都使品红褪色；二氧化硫和氧气在五氧化二钒作催化剂、加热条件下能发生氧化还原反应生成三氧化硫，反应方程式为 2SO₂+O₂ 2SO₃，
故答案为：相同；2SO₂+O₂ 2SO₃；
②SO₂通入B装置碘水中，溶液颜色退去，发生了氧化还原反应：碘单质具有氧化性，二氧化硫具有还原性，被碘单质氧化为硫酸，本身被还原为碘化氢，反应的离子方程式为：SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-，故答案为：SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-；
（2）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试剂仍然无法观察到沉淀产生，说明不发生反应：
A、氨水加入后生成亚硫酸铵，亚硫酸根和钡离子生成沉淀，故A不符合；
B、稀盐酸加入后不反应，故B符合；
C、加入硝酸钾溶液，硝酸根和氢离子形成稀硝酸具有氧化性，能氧化二氧化硫为硫酸，硫酸根和钡离子生成沉淀，故C不符合；
D、加入硫化钠溶液，硫离子具有还原性，二氧化硫具有氧化性，会反应氧化还原反应，生成硫单质，故D不符合；
故答案为：B；
（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，所以X中S和O的原子个数比为 ：=1：3，所以该离子为SO₃ ^2-；氯气有强氧化性，能和硫代硫酸根离子发生氧化还原反应，根据题意知，该反应中有硫酸根离子生成，所以氯气中氯元素得电子生成氯离子，所以该反应的离子方程式为：Cl₂+SO₃^2-+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺，故答案为：Cl₂+SO₃^2-+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺；
（4）该原电池的本质是2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，SO₂在负极上发生氧化反应电极反应式为SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺，O₂在正极上发生还原反应电极反应式为O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O，
故答案为：负；SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺；2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄；
Ⅱ、A．因NO有毒，不能排放在空气中，应有尾气处理装置，则装置不能完成铜屑与稀硝酸的实验，故A错误；
B．电子由负极流向正极，所以装置②中a为负极，故B错误；
C．装置③中气体长进短出，收集密度比空气大的气体；短进长出收集密度比空气小的气体，则装置③可用于收集H₂、NH₃、Cl₂、HCl、NO₂等，故C正确；
D．测量气体的体积，装液态的集气瓶中的导管应短进长出，则装置④不能用于测量气体体积的装置，故D错误；
故选C．
故答案为：C；
Ⅲ、铅蓄电池电解苦卤水，铅蓄电池放电时，电池反应式为Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O，硫酸参加反应，所以溶液的pH值变大；
A、铅蓄电池放电时，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，故A错误；
B、铅蓄电池放电时，较活泼的金属铅失电子发生氧化反应．B极为负极，Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄（s），A极为正极，PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-=PbSO₄（s）+2H₂O二氧化铅得到电子发生还原反应，A极、B极都减轻，故B错误；
C、铅蓄电池充电时，阳极与电源正极相连，即B极应与外电源正极相连，故C错误；
D、电解苦卤水时，a为阳极，溶液中溴离子失电子生成溴单质，故D正确；
故答案为：D．
点评：本题考查实验方案的评价，离子方程式的书写，涉及气体的制取与收集、电化学中的原电池盒电解池原理的应用等知识，注意气体的收集与测定体积时导管的进出是解答的关键，题目难度中等．