Question

化学是一门以实验为基础的科学，大家都从实验中学化学，为探究亚硫酸钠的热稳定性，某研究性学习小组将无水亚硫酸钠隔绝空气加热，并利用受热后的固体试样和图所示的实验装置进行实验．请回答下列有关问题：
（1）查阅资料：无水亚硫酸钠隔绝空气受热到600℃才开始分解，且分解产物只有硫化钠和另外一种固体．猜想该固体的化学式为

 

（2）如果加热温度低于600℃，向所得固体试样中缓缓滴加稀盐酸至足量，在滴加稀盐酸的整个过程中HSO₃^-的物质的量浓度变化趋势为

 

；
（3）如果加热温度为700℃，向所得固体试样中缓缓滴加稀盐酸至足量，观察到烧瓶中出现淡黄色沉淀，且有大量气泡产生，则反应生成淡黄色沉淀的离子方程式为

 

；
（4）利用钠碱循环法可消除硫酸厂烟气的SO₂
①在钠碱循环法中，Na₂SO₃溶液作为吸收液，有关反应的离子方程式为

 

②在吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）变化关系如下表所示：

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

①由上表判断，NaHSO₃溶液显

 

性，用化学平衡原理解释

 

．

Answer 1

考点：探究二氧化硫与水和品红溶液的反应

专题：实验设计题

分析：（1）根据S元素的化合价的变化分析；
（2）由题意，Na₂SO₃要加热到600度以上才分解，因此题中加热温度600度以下冷却后得到的固体仍为Na₂SO₃；
（3）加热温度为700℃，向所得固体试样中缓缓滴加稀盐酸至足量，观察到烧瓶中出现淡黄色沉淀，且有大量气泡产生，说明加热分解后的固体中含硫化钠和为分解的亚硫酸钠；
（4）①Na₂SO₃溶液吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠；
②根据溶液中HSO₃^-浓度和SO₃^2-浓度的相对大小确定溶液的酸碱性；

解答： 解：（1）无水亚硫酸钠隔绝空气受热到600℃才开始分解，且分解产物只有硫化钠和另外一种固体，Na₂SO₃中S为+4价，生成的Na₂S中S为-2价，则另一种化合物中S的化合价要升高，则只能为+6价，所以另外一种固体为Na₂SO₄；
故答案为：Na₂SO₄；
（2）由题意，Na₂SO₃要加热到600度以上才分解，因此题中加热温度600度以下冷却后得到的固体仍为Na₂SO₃向此固体中滴加HCl后，一方面是Na₂SO₃固体溶于水，这将导致溶液中SO₃^2-浓度增大；另一方面是HCl与SO₃^2-反应，这将导致SO₃^2-浓度减小生成亚硫酸氢根离子浓度增大；加入HCl到一定程度时，SO₃^2-已完全转化为HSO₃^-，此时前者作用消失，完全是后者起作用，HSO₃^-浓度先增大后将逐渐减小，直至最后下降到接近于零，
故答案为：先逐渐增大，后逐渐减小；
（3）如果加热温度为700℃，向所得固体试样中缓缓滴加稀盐酸至足量，观察到烧瓶中出现淡黄色沉淀为硫，且有大量气泡产生说明为二氧化硫，则固体试样跟盐酸反应生成淡黄色沉淀的离子方程式为：2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O；
故答案为：2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O；
（4）①Na₂SO₃溶液吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠，其反应的离子方程式为：SO₂+SO₃^2-+H₂O=2HSO₃^-；
故答案为：SO₂+SO₃^2-+H₂O=2HSO₃^-；
②在溶液中主要以HSO₃^-存在，HSO₃^-的电离很微弱，所以n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）＜1：1，根据表格知，当亚硫酸氢根离子的物质的量大于亚硫酸根离子的物质的量时，亚硫酸氢钠溶液呈酸性；亚硫酸氢钠溶液中存在HSO₃^-SO₃^2-+H⁺和HSO₃^-+H₂O H₂SO₃+OH^-，HSO₃^-的电离程度大于水解程度，所以亚硫酸根离子的物质的量大于亚硫酸氢根；
故答案为：酸；HSO₃^-存在：HSO₃^-SO₃^2-+H⁺和HSO₃^-+H₂O H₂SO₃+OH^-，HSO₃^-的电离程度大于水解程度．

点评：本题考查了物质性质验证的实验设计和实验分析判断，主要考查硫及其化合物性质的应用、离子方程式、化学方程式的书写、弱电解质的电离和盐的水解等，题目难度中等，侧重于基础知识的综合应用的考查．