Question

9．以下是有关SO₂、Cl₂的性质实验．
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）①若从左端分别通入SO₂和Cl₂，装置A中所发生反应的实质不相同（填“相同”或“不相同”）；
②若D中盛铜粉，通入足量的Cl₂，D中的现象是Cu粉红热，并产生棕黄色烟；
③若装置D中装的是五氧化二钒（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 $?_{△}^{催化剂}$2SO₃
④SO₂通入B中，碘水褪色，则该反应的离子方程式为SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-．
（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）AC，则可以看到白色沉淀产生．
A．氨水B．稀盐酸   C．稀硝酸   D．氯化钙溶液
（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，可得澄清溶液．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Cl₂+H₂0+S₂O₃^2-=SO₄^2-+S↓+2Cl^-+2H⁺．

Answer 1

分析 实验探究SO₂和Cl₂的性质：装置A：品红溶液验证漂白性，二氧化硫、氯水都能使其褪色，B装置：二氧化硫与碘水中的碘反应，检验二氧化硫的还原性，装置C：浓硫酸干燥二氧化硫，装置D：二氧化硫与氧气发生催化氧化，若D中盛铜粉，氯气和铜反应生成氯化铜，装置E：吸收尾气，吸收多余的SO₂和Cl₂可用氢氧化钠溶液吸收．
（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；
②铜粉在Cl₂中加热Cu粉红热，并生成产生棕黄色烟氯化铜；
③若装置D中装的是五氧化二钒（催化剂），二氧化硫催化氧化为三氧化硫；
④二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可以看到白色沉淀产生；
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．稀硝酸溶液具有强氧化性，将二氧化硫氧化成硫酸根，结合钡离子生成沉淀；
D．氯化钙溶液和二氧化硫不反应；
（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．

解答 解：（1）①二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，但本质不同，
故答案为：不相同；
②铜粉在Cl₂中加热，铜被氯气氧化，Cu粉红热，并生成产生棕黄色烟氯化铜，
故答案为：Cu粉红热，并产生棕黄色烟；
③二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 $?_{△}^{催化剂}$2SO₃，
故答案为：2SO₂+O₂ $?_{△}^{催化剂}$2SO₃；
④SO₂通入B装置碘水中，溶液颜色退去，发生了氧化还原反应：碘单质具有氧化性，二氧化硫具有还原性，被碘单质氧化为硫酸，本身被还原为碘化氢，反应的离子方程式为：SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-，
故答案为：SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-；
（2）将足量的SO₂通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成，若向该试管中加入足量试剂仍然无法观察到沉淀产生，说明不发生反应：
A、氨水加入后生成亚硫酸铵，亚硫酸根和钡离子生成沉淀，故A正确；
B、稀盐酸加入后不反应，故B错误；
C、稀硝酸溶液具有强氧化性，将二氧化硫氧化成硫酸根，与钡离子生成硫酸钡沉淀，故C正确；
D．氯化钙溶液和二氧化硫不反应，故D错误；
故答案为：AC；
（2）若由元素S和O组成-2价酸根离子X，X中S和O的质量比为4：3，所以X中S和O的原子个数比为$\frac{4}{32}$：$\frac{3}{16}$=2：3，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：Cl₂+H₂0+S₂O₃^2-=SO₄^2-+S↓+2Cl^-+2H⁺，
故答案为：Cl₂+H₂0+S₂O₃^2-=SO₄^2-+S↓+2Cl^-+2H⁺．

点评 本题考查了性质实验方案的设计，明确二氧化硫的性质是解本题关键，会根据二氧化硫的性质分析装置中各个装置的作用及发生的反应，注意稀硝酸有强氧化性而氧化二氧化硫，为易错点，试题有利于培养学生的分析、理解能力及化学实验能力，题目难度中等．