Question

9．实验小组为探究SO₂的漂白性和还原性，设计了以下实验．完成下列填空：
（1）实验室用亚硫酸钠粉末跟硫酸制取二氧化硫，有下列三种硫酸溶液，应选用b（选填编号），其理由是98%浓硫酸中c（H⁺）小不易反应，10%硫酸溶液水含量高不易使SO₂放出．
a．98%浓硫酸       b．70%硫酸        c．10%稀硫酸
?．漂白性
（2）用如图所示装置（气密性良好）进行实 验，观察到如下现象：ⅰ中红色褪去、ⅱ中无变化．
①足量碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入ⅱ中干扰实验，吸收二氧化硫防污染．
②从实验中可知使品红的水溶液褪色的 微粒可能是H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-．
（3）实验小组进一步实验如下：取等量相同浓度的品红水溶液于两支试管中，再分别加入少量Na₂SO₃固体和NaHSO₃固体，两支试管中的品红都褪色，于是得出结论：使品红褪色的微粒肯定是HSO₃^-或SO₃^2-．你认为这一结论是否正确不正确，理由是因为SO₃^2-离子和HSO₃^-离子都会水解生成H₂SO₃．
??．还原性
（4）将SO₂通入FeCl₃溶液中，使其充分反应．
①SO₂与FeCl₃反应的离子方程式是2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，如何检验该反应所得含氧酸根离子取少量反应混合液，加入盐酸酸化后加氯化钡溶液，产生白色沉淀，混合液中即含有SO₄^2-．
②实验中观察到溶液由黄色变为红棕色，静置一段时间，变为浅绿色．
已知：红棕色为FeSO₃（墨绿色难溶物）与FeCl₃溶液形成的混合色；Fe³⁺可氧化SO₃^2-．
则②中红棕色变为浅绿色的原因是混合液中存在平衡FeSO₃（s）?Fe²⁺（aq）+SO₃^2-（aq），Fe³⁺会与SO₃^2-发生氧化还原反应，使平衡右移，墨绿色沉淀溶解，最终生成浅绿色FeSO₄溶液．

Answer 1

分析 （1）硫酸和亚硫酸钠固体制取二氧化硫发生的是离子反应，如果硫酸浓度过大，硫酸是以分子形式存在，电离出H⁺很少，不能反应生成SO₂，如果硫酸浓度过低，二氧化硫易溶于水，不利于二氧化硫放出；
（2）①实验目的是验证干燥的二氧化硫能否漂白品红，应避免空气中水蒸气加入，SO₂对环境有污染，需要尾气处理；
②SO₂不能使品红的乙醇溶液褪色，而其水溶液可以，使品红褪色的微粒含有S元素；
（3）亚硫酸钠和亚硫酸氢钠都能水解生成亚硫酸，且亚硫酸氢根离子能电离生成亚硫酸根离子，所以两种溶液中都含有HSO₃^-、SO₃^2-、H₂SO₃；
（4）①铁离子具有强氧化性，在溶液中可以将二氧化硫氧化为硫酸根；利用盐酸酸化的氯化钡溶液检验硫酸根离子；
②混合液中存在平衡FeSO₃（s）?Fe²⁺（aq）+SO₃^2-（aq），Fe³⁺会与SO₃^2-发生氧化还原反应，使平衡右移，最终生成FeSO₄溶液．

解答 解：（1）．硫酸和亚硫酸钠固体制取二氧化硫发生的是离子反应，98%浓硫酸中硫酸是以分子形式存在，c（H⁺）小不易反应，10%硫酸溶液水含量高，二氧化硫易溶于水，不易使SO₂放出，所以选取70%硫酸，
故答案为：b；98%浓硫酸中c（H⁺）小不易反应，10%硫酸溶液水含量高不易使SO₂放出；
（2）①实验目的是验证干燥的二氧化硫能否漂白品红，应避免空气中水蒸气加入，SO₂对环境有污染，需要吸收处理，故碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入ⅱ中干扰实验，吸收二氧化硫防污染，
故答案为：防止空气中的水蒸气进入ⅱ中干扰实验，吸收二氧化硫防污染；
②SO₂不能使口红褪色，而其水溶液可以，因此使品红褪色的微粒可能是H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-，
故答案为：H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-；
（3）亚硫酸钠和亚硫酸氢钠都能水解生成亚硫酸，且亚硫酸氢根离子能电离生成亚硫酸根离子，所以两种溶液中都含有HSO₃^-、SO₃^2-、H₂SO₃，所以不能确定使品红褪色的微粒肯定是HSO₃^-或SO₃^2-，
故答案为：不正确，因为SO₃^2-离子和HSO₃^-离子都会水解生成H₂SO₃；
（4）①SO₂与FeCl₃反应的离子方程式是：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，检验SO₄^2-的方法是：取少量反应混合液，加入盐酸酸化后加氯化钡溶液，产生白色沉淀，混合液中即含有SO₄^2-，
故答案为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；取少量反应混合液，加入盐酸酸化后加氯化钡溶液，产生白色沉淀，混合液中即含有SO₄^2-；
②混合液中存在平衡FeSO₃（s）?Fe²⁺（aq）+SO₃^2-（aq），Fe³⁺会与SO₃^2-发生氧化还原反应，使平衡右移，墨绿色沉淀溶解，最终生成浅绿色FeSO₄溶液，
故答案为：混合液中存在平衡FeSO₃（s）?Fe²⁺（aq）+SO₃^2-（aq），Fe³⁺会与SO₃^2-发生氧化还原反应，使平衡右移，墨绿色沉淀溶解，最终生成浅绿色FeSO₄溶液．

点评 本题考查性质实验方案的设计，侧考查学生对原理的理解分析，熟练掌握元素化合物知识以及对化学反应原理的理解应用，难度中等．