题目内容

12．某研究性学习小组利用下列有关装置对SO2的性质及空气中SO2的含量进行探究（装置的气密性已检查）：

（1）装置A中反应的化学方程式是Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O．
（2）滴加浓硫酸之前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，再关闭弹簧夹．此操作的目的是排除装置中氧气对实验的干扰．
（3）实验过程装置B中没有明显变化．实验结束取下装置B，从中分别取少量溶液于两支洁净试管中．向第1支试管中滴加适量氨水出现白色沉淀BaSO3（填化学式）；向第2支试管中滴加适量新制氯水，仍然出现白色沉淀，该反应的离子方程式是Ba2++SO2+Cl2+2H2O=BaSO4↓+4H++2Cl-．
（4）装置C中的溶液中出现淡黄色浑浊，该实验证明SO2具有氧化性．
（5）装置D的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气．
（6）实验后，测定装置D中溶液呈碱性．溶液为什么呈碱性呢？大家有两种不同的假设：①是生成的Na2SO3水解；②是氢氧化钠剩余．请设计实验方案证明哪种假设成立．可任选下列试剂进行实验：Na2SO3溶液、酚酞溶液、氯水、BaCl2溶液、稀硫酸
实验步骤实验操作预期现象与结论
1取少量溶液于试管，滴入几滴酚酞溶液变红
2
然后加入足量的BaCl2溶液
溶液中产生白色沉淀，最后若红色褪去，则说明①正确；若红色不能褪去，则说明②正确
（7）另一小组利用装置E进行实验：SO2性质实验之后，用注射器对实验室内空气进行取样．并向装置E中共注入V mL（已折算为标况下体积）的空气，当溶液刚好褪色时，停止实验．请计算该空气中SO2的体积分数（用含V的代数式表示）$\frac{2.8}{V}$．

分析 （1）装置A中亚硫酸钠和浓硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫气体和水，据此写出反应的化学方程式；
（2）装置中氧气影响测定，需要用氮气除去杂质中的空气；
（3）二氧化硫易溶于水，但是二氧化硫不与氯化钡溶液反应，当向溶液中通入氨气后生成亚硫酸铵，亚硫酸铵溶液与氯化钡反应生成亚硫酸钡；氯气具有强氧化性，氯气将二氧化硫氧化成硫酸，硫酸与氯化钡反应生成氯化钡沉淀，据此写出反应的离子方程式；
（4）二氧化硫与硫化氢反应生成淡黄色的S单质，二氧化硫表现了氧化性；
（5）二氧化硫有毒，多余的气体需要用氢氧化钠溶液吸收；
（6）向实验1的溶液中加入足量氯化钡溶液，根据溶液颜色变化判断；
（7）根据化合价变化找出二氧化硫与高锰酸钾的反应关系式，然后根据高锰酸钾的物质的量计算出VmL空气中含有的二氧化硫的体积，然后计算出空气中二氧化硫的体积分数．

解答 解：（1）装置A中亚硫酸钠和浓硫酸反应生成二氧化硫气体，反应的化学方程式为：Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O，
故答案为：Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O；
（2）装置中的氧气影响二氧化硫含量的测定，所以为了排除装置中空气，应该滴加浓硫酸之前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，再关闭弹簧夹，
故答案为：排除装置中氧气对实验的干扰；
（3）向第1支试管中滴加适量氨水，氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与氯化钡反应生成亚硫酸钡白色沉淀；氯气将二氧化硫氧化成硫酸，硫酸与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，反应的离子方程式为：Ba2++SO2+Cl2+2H2O=BaSO4↓+4H++2Cl-，
故答案为：BaSO3；Ba2++SO2+Cl2+2H2O=BaSO4↓+4H++2Cl-；
（4）C中发生反应为：2H2S+SO2=3S↓+2H2O，反应中二氧化硫得电子化合价降低而作氧化剂，表现了氧化性，
故答案为：氧化；
（5）二氧化硫气体是一种有毒气的酸性氧化物，多余的气体不能直接排放，需要用氢氧化钠溶液吸收，
故答案为：吸收SO2尾气，防止污染空气；
（6）取少量溶液于试管，滴入几滴酚酞，溶液变成红色，然后向该溶液中然后加入足量的BaCl2溶液，溶液中产生白色沉淀，若最后红色褪去，则说明①正确，若红色不能褪去，则说明②正确，

实验步骤实验操作预期现象与结论
2然后加入足量的BaCl2溶液溶液中产生白色沉淀，最后若红色褪去，则说明①正确；若红色不能褪去，则说明②正确
（7）根据化合价变化得出二氧化硫与高锰酸钾的关系式：2MnO4-～5SO2，高锰酸钾的物质的量为：0.001mol/L×0.05L=5×10-5mol，根据反应可知，空气中含有二氧化硫的物质的量为：5×10-5mol×$\frac{5}{2}$=1.25×10-4mol，标况下该二氧化硫的体积为：22.4L/mol×1.25×10-4mol=2.8×10-3L=2.8mL，
则该空气中SO2的体积分数为：$\frac{2.8mL}{VmL}$=$\frac{2.8}{V}$，
故答案为：$\frac{2.8}{V}$．

点评 本题考查了探究物质性质、测量物质含量的方法，题目难度较大，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力，明确实验原理及化学实验基本操作方法为解答关键，（6）为易错点，注意性质实验方案的设计与评价原则．

练习册系列答案
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2．X、Y是元素周期表前20号元素，且X的原子序数比Y大4，请填空（X、Y要用具体的元素符号表示）：
Ⅰ、若X是短周期最活泼的金属元素．
（1）25℃，用0.1000mol/L的XOH溶液滴定20.00mL
0.1000 mol/L某一元酸HA溶液所得滴定曲线如图．下列说法正确的是ABC
A．A、B、C三点所示溶液导电能力最强的是C点对应的溶液
B．在C点溶液中，c（H+）+c（HA）=c（OH-）
C.25℃，HA的电离平衡常数约为5.0×10-4
（2）一定条件下在体积不变的容器发生反应：2YO（g）+O2（g）?2YO2（g）
①该反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}$．
已知K300℃＞K350℃，则该反应是放热反应．
②能说明该反应已达到平衡状态的是bc
a．v（YO2）=2v（O2）
b．容器内压强保持不变
c．v逆（YO）=2v正（O2）
d．容器内密度保持不变
③为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是c
a．及时分离处YO2气体  b．适当升高温度   c．增大O2的浓度   d．选择高效催化剂
Ⅱ、若X的离子半径是第三周期离子半径最小的
（3）已知在此温度下：
H+（aq）+OH-（aq）=H2O（I）△H=-aKJ/mol
HY（aq）?H+（aq）+Y-（aq）△H=+bKJ/mol
则HY和强碱稀溶液发生中和反应的热化学方程式为HF（aq）+OH-（aq）=F-（aq）+H2O（l）△H=（b-a）kJ•mol-1．
（4）X的单质与某磁性氧化物在高温下反应，常用于焊接铁轨及定向爆破，该反应的化学方程式为3Fe3O4+8Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$9Fe+4Al2O3
Ⅲ、若X为金属元素，Y为非金属元素，X的氧化物、氯化物都是实验室常用的干燥剂．
（5）含X的某盐与Y的气态氧化物都能做漂白剂，写出制备含X元素且具有漂白性的某盐的化学方程式2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O．
3．下列说法正确的是（　　）
A．液面在“0”刻度时，50 mL碱式滴定管和25 mL碱式滴定管所盛液体的体积，其比值一定为2：1
B．将NaOH溶液和氨水溶液各稀释一倍，两者的OH-浓度均减少到原来的二分之一
C．如果盐酸的浓度是醋酸浓度的二倍，则盐酸的H+浓度也是醋酸的二倍
D．制取TiO2可用TiCl4加大量水，同时加热：TiCl4+（x+2）H2O（过量）?TiO2•xH2O↓+4HCl，所得的TiO2•H2O经焙烧得TiO2
20．某温度下，将6mol CO2和8mol H2 充入2L密闭容器中发生反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H＜0，容器中H2的物质的量随时间的变化关系如右图中的实线所示．图中虚线表示仅改变某一反应条件时，H2的物质的量随时间的变化关系．下列说法正确的是（　　）
A．曲线Ⅰ对应的条件改变可能降低温度
B．曲线Ⅱ对应的条件改变可能是充入氦气
C．该温度下，此反应的化学平衡常数的数值为0.5
D．从反应开始至a 点，ν（CO2）=0.6 mol•L-1•min-1
7．有关物质的分类，下列说法正确的是（　　）
A．CH3CH（CH3）2属于链状化合物B．属于芳香族化合物
C．  属于脂环化合物D．属于芳香烃
17．下列说法正确的是（　　）
A．同一周期中的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数差一定为1
B．L层上的电子数为奇数的元素一定是主族元素
C．同一主族相邻两个周期的元素的原子序数差为上一周期所含元素种类
D．族序数等于周期序数的元素一定是金属元素
4．反应①和②分别是从海藻灰和某种矿石中提取碘的主要反应
①2NaI+MnO2+3H2SO4=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2
②2NaIO3+5NaHSO3=2Na2SO4+3NaHSO4+H2O+I2．
下列说法正确的是（　　）
A．两个反应中均为硫元素被氧化
B．反应①、②中生成等量的I2时转移电子数比为1：5
C．氧化性：MnO2＞SO42-＞IO3-＞I2
D．碘元素在反应①中被还原，在反应②中被氧化
18．（1）质量相同的H2O和D2O所含质子数之比为10：9，中子数之比为8：9，分别与足量的金属钠反应生成气体在同温同压下体积之比为10：9．
（2）将32，64克铜与140毫升一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11200毫升，则混合气体中NO的体积是5824毫升； NO2的体积为5376毫升．
19．烃分子中若含有双键，叁键或单键的环，氢原子数就少，分子就不饱和，即具有一定的“不饱和度”，其数值可表示为：不饱和度（Ω）=双键数+环数+叁键数×2，则有机物   的不饱和度为（　　）
A．8B．7C．6D．10

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