题目内容
I.某研究性学习小组的同学决定通过实验对SO2的漂白作用到底是SO2本身还是SO2与水作用的产物导致的进行探究,他们查阅资料知:品红除了可以溶于水外,还可以溶于酒精中,也能形成红色溶液,且SO2不能与乙醇反应.经过研究,该小组设计了如图所示的装置,请根据实验目的回答以下问题.

(1)制取SO2时,一般选择80%左右的硫酸,而不宜选择98%的浓硫酸,原因是______,也不宜选择10%的硫酸,原因是______.
(2)装置B中应该装入的药品为______.
(3)该装置有一个明显的不足之处是______.
(4)按照完善后的装置完成实验,实验中控制S02以大约每分钟200个气泡的速率通过品红的酒精溶液,20分钟后溶液仍不褪色.由此可知,S02的漂白作用是______导致的.
Ⅱ.漂白仅是溶液褪色的原因之一,很多其它的化学反应也可以使某些有色溶液褪色,如:乙烯可使溴水和酸性KMnO4溶液褪色.某研究性学习小组发现:将SO2气体通入滴有酚酞试液的NaOH稀溶液中,也观察到溶液的红色褪去.该小组也想通过实验来探究该溶液褪色的原理,经过大家的讨论和分析后,提出了如下两种假设:
假设一:SO2或SO2与水作用的产物漂白了红色的酚酞试剂;
假设二:______.
请你设计一个简单合理的实验方案,验证以上哪种假设成立.______.
解:Ⅰ(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,没有电离出H+,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.
故答案为:98%的浓硫酸没有电离出H+,不能反应生成SO2; SO2易溶于水,硫酸浓度太稀不利于SO2放出.
(2)浓硫酸有吸水性,且浓硫酸和二氧化硫不反应,所以可用浓硫酸干燥二氧化硫,防止二氧化硫和水蒸气反应生成亚硫酸干扰C装置实验现象.
故答案为:浓硫酸.
(3)因为二氧化硫是有毒气体,不能直接排空,所以最后应该有尾气处理装置,减少空气污染.
故答案为:缺少尾气处理装置.
(4)二氧化硫和水反应生成亚硫酸,二氧化硫和酒精不反应,二氧化硫能使品红溶液褪色而不能使品红的酒精溶液褪色,由此得出S02的漂白作用是SO2与水作用的产物导致的.
故答案为:SO2与水作用的产物.
Ⅱ、无色的酚酞试液遇碱变红色,二氧化硫是酸性氧化物能和氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸盐,导致溶液的PH降低而使溶液褪色.
故答案为:SO2与NaOH反应降低了溶液的PH.
根据假设设计实验来验证实验方案:
如果是因为加入了氢氧化钠溶液导致溶液的PH降低而褪色,就向褪色后的溶液中加氢氧化钠溶液,观察是否恢复红色来确定该假设是否成立;
如果是因为二氧化硫和有色物质生成无色物质而导致溶液褪色,就把褪色后的溶液加热,观察是否恢复红色来确定该假设是否成立.
故答案为:方案一、取上述褪色后的溶液于试管,加入NaOH溶液,溶液恢复红色,则假设二成立;
方案二、取上述褪色后的溶液于试管,用酒精灯加热,溶液恢复红色,,则假设一成立
分析:Ⅰ(1)根据浓硫酸和二氧化硫的性质分析,浓度大时硫酸以分子形式存在,硫酸稀时,二氧化硫易溶于水,据此分析.
(2)浓硫酸具有吸水性.
(3)根据二氧化硫的性质分析,二氧化硫是有毒的气体.
(4)根据二氧化硫、品红溶液、品红酒精溶液的性质分析.
Ⅱ、根据二氧化硫和氢氧化钠溶液反应导致溶液的PH降低分析.
根据假设设计实验验证实验方案:向褪色后的溶液中滴加氢氧化钠溶液判断是否恢复颜色,从而确定褪色原因;
把褪色后的溶液加热判断是否恢复颜色,从而确定褪色原因,据此设计实验方案.
点评:本题考查了二氧化硫漂白性实验的设计,难度较大,根据物质的性质设计实验是学习的难点,也是高考的热点.
故答案为:98%的浓硫酸没有电离出H+,不能反应生成SO2; SO2易溶于水,硫酸浓度太稀不利于SO2放出.
(2)浓硫酸有吸水性,且浓硫酸和二氧化硫不反应,所以可用浓硫酸干燥二氧化硫,防止二氧化硫和水蒸气反应生成亚硫酸干扰C装置实验现象.
故答案为:浓硫酸.
(3)因为二氧化硫是有毒气体,不能直接排空,所以最后应该有尾气处理装置,减少空气污染.
故答案为:缺少尾气处理装置.
(4)二氧化硫和水反应生成亚硫酸,二氧化硫和酒精不反应,二氧化硫能使品红溶液褪色而不能使品红的酒精溶液褪色,由此得出S02的漂白作用是SO2与水作用的产物导致的.
故答案为:SO2与水作用的产物.
Ⅱ、无色的酚酞试液遇碱变红色,二氧化硫是酸性氧化物能和氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸盐,导致溶液的PH降低而使溶液褪色.
故答案为:SO2与NaOH反应降低了溶液的PH.
根据假设设计实验来验证实验方案:
如果是因为加入了氢氧化钠溶液导致溶液的PH降低而褪色,就向褪色后的溶液中加氢氧化钠溶液,观察是否恢复红色来确定该假设是否成立;
如果是因为二氧化硫和有色物质生成无色物质而导致溶液褪色,就把褪色后的溶液加热,观察是否恢复红色来确定该假设是否成立.
故答案为:方案一、取上述褪色后的溶液于试管,加入NaOH溶液,溶液恢复红色,则假设二成立;
方案二、取上述褪色后的溶液于试管,用酒精灯加热,溶液恢复红色,,则假设一成立
分析:Ⅰ(1)根据浓硫酸和二氧化硫的性质分析,浓度大时硫酸以分子形式存在,硫酸稀时,二氧化硫易溶于水,据此分析.
(2)浓硫酸具有吸水性.
(3)根据二氧化硫的性质分析,二氧化硫是有毒的气体.
(4)根据二氧化硫、品红溶液、品红酒精溶液的性质分析.
Ⅱ、根据二氧化硫和氢氧化钠溶液反应导致溶液的PH降低分析.
根据假设设计实验验证实验方案:向褪色后的溶液中滴加氢氧化钠溶液判断是否恢复颜色,从而确定褪色原因;
把褪色后的溶液加热判断是否恢复颜色,从而确定褪色原因,据此设计实验方案.
点评:本题考查了二氧化硫漂白性实验的设计,难度较大,根据物质的性质设计实验是学习的难点,也是高考的热点.
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