Question

硫及其化合物有广泛的应用，对SO₂性质的研究是高中化学教学的一项重要内容．
I．对比研究是一种重要的研究方法．若将硫的单质及部分化合物按如下表所示分成3 组，则第2组中物质M的化学式是

 

．

第1组	第2组	第3组
S （单质）	SO2、H2SO3、M、NaHSO3	SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4

II．某校化学学习小组用如图的实验装置研究SO₂气体还原Fe³⁺、Br₂的反应．

（1）下列实验方案可以用于在实验室制取所需SO₂的是

 

．
A．Na₂SO₃溶液与HNO₃                     B．Na₂SO₃固体浓硫酸
C．固体硫在纯氧中燃烧                     D．铜与热的浓硫酸
（2）装置C的作用是除去多余的SO₂，防止污染空气．已知在用氢氧化钠溶液吸收SO₂的 过程中，往往得到Na₂SO₃和NaHSO₃的混合溶液，常温下，溶液pH随n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）变化关系如下表

n（SO32-）：n（HSO3-）	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

当吸收液中n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）=10：1时，溶液中离子浓度关系正确的是

 

．
A．c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）
B．c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
C．c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（HSO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
（3）在上述装置中通入过量的SO₂，为了验证A中SO₂与Fe³⁺发生了氧化还原反应，他们取A中反应后的溶液分成三份，并设计了如下探究实验，请你评价并参与他们的探究过程（限选试剂：KMnO₄溶液、KSCN溶液、BaCl₂溶液、稀硫酸、稀盐酸、稀硝 酸、Ba（NO₃）₂溶液、新制的氯水）

序号	实验方案	实验现象	结论
方案①	往第一份试液中加入KMnO4溶液溶液	紫红色褪去	SO2与Fe3+反应生成了Fe2+
方案②	往第二份试液中加入		SO2与Fe3+反应生成了Fe2+
方案③	往第二份试液中加入		SO2与Fe3+反应生成了SO42-

上述方案①得出的结论是否合理

 

，原因

 

．如果他们设计的方案②与方案③均合理并且得到相应结论，请你将上面表格补充完整．
（4）装置B中能表明Br^-的还原性弱于SO₂的现象是

 

．

Answer 1

考点：探究化学反应机理,氧化还原反应,离子浓度大小的比较

专题：

分析：Ⅰ．根据各组含硫物质中硫元素的化合价分析，物质按照氧化物、酸、盐的顺序排列；
Ⅱ．（1）A、硝酸与亚硫酸钠反应生成硫酸钠、NO或NO₂；
B、较强酸制较弱酸，浓硫酸不能氧化二氧化硫；
C、硫单质与氧气反应生成的二氧化硫气体中混有氧气；
D、铜与浓硫酸在加热条件下可以生成二氧化硫气体；
（2）当吸收液中n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）=10：1 时，依据图表分析，溶液呈碱性，
A、依据溶液中电荷守恒分析；
B、溶液中亚硫酸钠多溶液呈碱性，亚硫酸根离子大于亚硫酸氢根离子，钠离子浓度最大；
C、溶液中亚硫酸钠多溶液呈碱性，亚硫酸根离子大于亚硫酸氢根离子，钠离子浓度最大；
（3）二氧化硫、Fe²⁺具有还原性，和氧化剂能发生氧化还原反应，能使高锰酸钾溶液现象明显；
（4）溴单质和二氧化硫反应，导致溴水褪色．

解答： 解：Ⅰ．分析表中物质可知，各组含硫物质中硫元素的化合价相同，第2组物质中硫元素的化合价都是+4价，按照氧化物、酸、盐的顺序排列下来，应该是亚硫酸钠，
故答案为：Na₂SO₃；
Ⅱ．（1）（1）A、硝酸具有强氧化性，硝酸与亚硫酸钠反应生成硫酸钠、NO或NO₂，故A错误；
B、较强酸制较弱酸，浓硫酸不能氧化二氧化硫，因此可以用Na₂SO₃固体与浓硫酸制取二氧化硫，故B正确；
C、固体硫在纯氧中燃烧生成二氧化硫，但制取的二氧化硫混有氧气，故C错误；
D、铜与热浓H₂SO₄反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，可以制取二氧化硫气体，故D制取；
故答案为：BD；
（2）吸收液中n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）=10：1 时，依据图表数据分析判断，溶液呈碱性，亚硫酸钠物质的量大于亚硫酸氢钠
A、依据溶液中电荷守恒，c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-），故A正确；
B、溶液中亚硫酸钠多溶液呈碱性，亚硫酸根离子大于亚硫酸氢根离子，钠离子浓度最大，离子浓度大小为：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（HSO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；故B错误；
C、溶液中亚硫酸钠多溶液呈碱性，亚硫酸根离子大于亚硫酸氢根离子，钠离子浓度最大，离子浓度大小为：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（HSO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故C正确；
故答案为：AC；
（3）二氧化硫有还原性，高锰酸钾有强氧化性，二氧化硫能与高锰酸钾发生氧化还原反应使高锰酸钾溶液褪色，Fe²⁺也使高锰酸钾溶液褪色；
方案②：往第二份试液加入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红；
方案③：往第二份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl₂，产生白色沉淀，
故答案为：否；SO₂、Fe³⁺都能使酸性高锰酸钾溶液褪色；KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红；用稀盐酸酸化的BaCl₂，产生白色沉淀；
（4）溴单质与二氧化硫发生反应：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，二氧化硫能使溴水褪色，发生了氧化还原反应，二氧化硫为还原剂，溴离子为还原产物，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，即：Br^-的还原性弱于SO₂，
故答案为：B中橙色褪去．

点评：本题考查的是二氧化硫的性质及检验方法、离子浓度大小比较等知识，题目难度中等，注意掌握二氧化硫具有的化学性质，明确常见物质性质及检验方法，试题培养了学生的分析、理解能力．