Question

17．食品安全国家标准（GB2760-2014）规定葡萄酒中SO₂最大使用量为0.25g/L．某兴趣小组用图1装置（夹持装置略）收集某葡萄酒中SO₂，并对SO₂性质进行探究．
Ⅰ．（1）仪器A的名称是冷凝管；
（2）仪器B中加入300mL葡萄酒和适量盐酸，加热使SO₂全部逸出，并与C中H₂O₂完全反应，C中化学反应方程式为SO₂+H₂O₂=H₂SO₄；

Ⅱ．小组同学为探究SO₂的漂白性和还原性，设计了如下实验．
（1）漂白性
用如图2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HSO${\;}_{3}^{-}$或SO${\;}_{3}^{2-}$．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；
（2）还原性将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？
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SO${\;}_{3}^{2-}$；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 Ⅰ．（1）装置分析仪器A为冷凝管；
（2）仪器B中加入300mL葡萄酒和适量盐酸，加热使SO₂全部逸出，并与C中H₂O₂完全反应，酸性条件下二氧化硫被过氧化氢氧化生成硫酸；
Ⅱ．（1）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；
（2）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：Ⅰ．（1）装置分析仪器A为冷凝管，
故答案为：冷凝管；
（2）仪器B中加入300mL葡萄酒和适量盐酸，加热使SO₂全部逸出，并与C中H₂O₂完全反应，酸性条件下二氧化硫被过氧化氢氧化生成硫酸，反应的化学方程式为：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄，
故答案为：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄；
Ⅱ．（1）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；
（2）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．