Question

14．二氧化硫为无色气体，有强烈刺激性气味，是大气主要污染物之一．某化学兴趣小组欲制备并探究SO₂的某些性质．
【SO₂的制备】用亚硫酸钠与较浓的硫酸反应制备SO₂的装置图如图1（夹持仪器省略）：

（1）图中的装置错误的是集气瓶C中导管长短反了；B中发生反应的化学方程式为Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；D的作用是吸收尾气中的SO₂，防止污染环境．
【SO₂的性质】探究SO₂气体性质的装置如图2所示：
（2）装置Ⅰ中的现象是有浅黄色沉淀生成，写出装置Ⅰ中通入足量SO₂的离子方程式2S^2-+5SO₂+2H₂O=3S↓+4HSO₃^-．
（3）在上述装置中通入过量的SO₂，为了验证Ⅱ中发生了氧化还原反应，取Ⅱ中溶液分成两份，
并设计了如下实验：
方案一：往第一份试液中加入少量酸性KMnO₄溶液，紫红色褪去；
方案二：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．
上述方案不合理的方案是方案一，原因是过量的二氧化硫能溶于水，也能使高锰酸钾褪色，写出解释该原因的离子方程式5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺．
（4）SO₂可以用来制备硫代硫酸钠，硫代硫酸钠可用于照相业作定影剂，也可用于纸浆漂白作脱氯剂等．实验室可通过Na₂S、Na₂CO₃和SO₂共同反应来制取Na₂S₂O₃．写出如图3所示装置中三颈瓶中由反应制取Na₂S₂O₃的化学方程式2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂ ．

Answer 1

分析 （1）根据图1装置可知，二氧化硫密度大于空气，所以收集二氧化硫时应长时短出，B中发生反应为亚硫酸钠和浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸钠和水，二氧化硫会污染空气，所以要进行尾气吸收；
（2）二氧化硫通入硫化钠溶液发生氧化还原反应生成淡黄色沉淀硫单质，说明二氧化硫具有氧化性，氧化硫离子生成硫单质，足量二氧化硫和硫化钠溶液反应得到硫单质和亚硫酸氢钠；
（3）过量的二氧化硫能溶于水，也能使高锰酸钾褪色，据此判断；
（4）实验室可通过Na₂S、Na₂CO₃和SO₂共同反应生成二氧化碳和Na₂S₂O₃．

解答 解：（1）根据图1装置可知，二氧化硫密度大于空气，所以收集二氧化硫时应长时短出，所以C处有错，装置B中发生的反应为亚硫酸钠和浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸钠和水，反应的化学方程式为：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；二氧化硫会污染空气，所以D的作用是进行尾气吸收，
故答案为：集气瓶C中导管长短反了；Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；吸收尾气中的SO₂，防止污染环境；
（2）二氧化硫通入硫化钠溶液发生氧化还原反应生成淡黄色沉淀硫单质；足量二氧化硫和硫化钠溶液反应得到硫单质和亚硫酸氢钠，反应的离子方程式为：2S^2-+5SO₂+2H₂O=3S↓+4HSO₃^-，
故答案为：有浅黄色沉淀生成；2S^2-+5SO₂+2H₂O=3S↓+4HSO₃^-；
（3）过量的二氧化硫能溶于水，也能使高锰酸钾褪色，所以方案一不合理，反应的离子方程式为：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，
故答案为：方案一；过量的二氧化硫能溶于水，也能使高锰酸钾褪色； 5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；
（4）实验室可通过Na₂S、Na₂CO₃和SO₂共同反应生成二氧化碳和Na₂S₂O₃，反应的化学方程式为：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂ ，
故答案为：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂ ．

点评 本题考查了物质制备、性质方案的设计，题目难度中等，涉及了二氧化硫性质、离子方程式书写、实验方案的设计与评价等知识，明确实验目的、实验原理为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．