Question

17．以下是有关SO₂、Cl₂的性质实验．
（1）某小组设计如图1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？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2SO₂+O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$2SO₃．
②SO₂通入B中，溶液颜色退去，则该反应的离子方程式  为SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺．
（2）某同学将足量的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（填字母）B，仍然无法观察到沉淀产生．
A．氨水B．稀盐酸C．硝酸钾溶液D．硫化钠溶液
（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4：3；当Cl₂与含X的溶液完全反应后，得澄清溶液，取少量该溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀产生．写出Cl₂与含X的溶液反应的离子方程式4Cl₂+S₂O₃^2-+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．
（4）某科研单位利用电化学原理用SO₂来制备硫酸，装置如图2，含有某种催化剂，电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触．通入SO₂电极反应式为SO₂-2e^-+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-；电池的总反应式2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）①二氧化硫具有漂白性，氯气与水反应生成HClO，HClO具有漂白性；SO₂在V₂O₅作催化剂，加热可与O₂反应生成SO₃；
②SO₂与I₂能发生氧化还原反应；
（2）SO₂在碱性条件下或被氧化成硫酸根，都与氯化钡能产生沉淀；
（3）先根据X中元素的质量之比求出原子个数之比，再根据题中反应现象判断该反应生成的离子，由氧化还原反应写出离子方程式；
（4）SO₂来制备硫酸，SO₂被氧化，作还原剂，据此判断电极和书写电极反应．

解答 解：（1）①二氧化硫具有漂白性，氯气与水反应生成HClO，HClO具有漂白性，所以A中观察到的现象相同；SO₂在V₂O₅作催化剂，加热可与O₂反应生成SO₃，化学方程式为2SO₂+O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$2SO₃，
故答案为：相同；2SO₂+O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$2SO₃；
②SO₂与I₂能发生氧化还原反应，从而使碘水颜色褪去，离子方程式为SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺，
故答案为：SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺；
（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4：3，所以X中S和O的原子个数比为 $\frac{4}{32}$：$\frac{3}{16}$=3：2，所以该离子为S₂O₃ ^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：4Cl₂+S₂O₃^2-+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺，
故答案为：4Cl₂+S₂O₃^2-+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺；
（4）SO₂来制备硫酸，SO₂被氧化，作还原剂，所以SO₂在负极反应，其电极反应式为SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺；SO₂制备硫酸，O₂作氧化剂，电池的总反应式为2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，
故答案为：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺；2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄．

点评 本题主要考查了二氧化硫的性质，涉及氧化还原反应、电化学知识，有一定的综合性，中等难度，解题时注意基础知识的运用和化学用语的规范表达．