Question

4．某化學(xué)興趣小組為探究 SO₂ 的性質(zhì)，按如圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

請(qǐng)回答下列問題：
（1）裝置A中盛放亞硫酸鈉的儀器名稱是蒸餾燒瓶，其中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄ （濃）=Na₂SO₃ +SO₂↑+H₂O
（2）實(shí)驗(yàn)過程中，裝置B、C中發(fā)生的現(xiàn)象分別是溶液紫色褪去、無色溶液出現(xiàn)黃色渾濁，裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程
式為5SO₂+2MnO₄ ^-+2H₂O═2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；
（3）裝置D的目的是探究SO₂與品紅作用的可逆性，請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象品紅溶液褪色后，關(guān)閉分液漏斗活塞，點(diǎn)燃酒精燈加熱，溶液恢復(fù)紅色
（4）尾氣可采用較濃的NaOH溶液吸收，為確定反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的成分，反應(yīng)結(jié)束后某同學(xué)向該溶液中逐滴加入1mol/L的鹽酸，所加鹽酸的體積與產(chǎn)生SO₂的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）關(guān)系如圖2所示．
①A點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)為NaC1、NaHSO₃；
②當(dāng)加入35mL鹽酸時(shí)，產(chǎn)生SO₂的體積為224mL 或0.224L．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化學(xué)常用儀器及儀器的名稱來分析；制備二氧化硫的方法是利用亞硫酸鈉和濃硫酸反應(yīng)生成；
（2）利用二氧化硫與高錳酸鉀溶液，二氧化硫與硫化鈉的氧化還原反應(yīng)來分析反應(yīng)現(xiàn)象和性質(zhì)，依據(jù)離子性質(zhì)和電荷守恒，原子守恒配平書寫離子方程式；
（3）根據(jù)二氧化硫能使品紅褪色，但加熱褪色后的溶液又可恢復(fù)紅色來解答；
（4）①在溶液中亞硫酸氫鈉與氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉，結(jié)合圖象可知，開始沒有二氧化硫氣體生成，則較濃的NaOH溶液吸收溶液中的溶質(zhì)為亞硫酸鈉和氫氧化鈉，則OA段先發(fā)生酸堿中和，再發(fā)生亞硫酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉與氯化鈉，A點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)為亞硫酸鈉與氯化鈉；
②結(jié)合圖象可知，當(dāng)加入35mL鹽酸時(shí)，25～35mL發(fā)生碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)生成二氧化硫氣體．

解答 解：（1）裝置A中盛放亞硫酸鈉的儀器名稱是蒸餾燒瓶；亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫氣體和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：蒸餾燒瓶；Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）高錳酸鉀溶液為紫紅色，具有氧化性，二氧化硫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則觀察到紅色逐漸變淺直至完全褪去，二氧化硫進(jìn)入硫化鈉溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為2S^2-+SO₂+2H₂O=3S↓+4OH^-，則觀察到無色溶液出現(xiàn)黃色渾濁，高錳酸鉀溶液和二氧化硫氣體發(fā)生的離子反應(yīng)為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：溶液紫色褪去；無色溶液出現(xiàn)黃色渾濁；5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；
（3）因二氧化硫能使品紅褪色，但加熱褪色后的溶液又可恢復(fù)紅色，則操作為待品紅溶液完全褪色后，關(guān)閉分液漏斗的旋塞，點(diǎn)燃酒精燈加熱，觀察到的現(xiàn)象為無色溶液恢復(fù)為紅色，
故答案為：品紅溶液褪色后，關(guān)閉分液漏斗活塞，點(diǎn)燃酒精燈加熱，溶液恢復(fù)紅色；
（4）①在溶液中亞硫酸氫鈉與氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉，結(jié)合圖象可知，開始沒有二氧化硫氣體生成，則較濃的NaOH溶液吸收溶液中的溶質(zhì)為亞硫酸鈉和氫氧化鈉，則OA段0～25mL先發(fā)生酸堿中和，其離子反應(yīng)方程式為H⁺+OH^-═H₂O，再發(fā)生亞硫酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉與氯化鈉，其離子反應(yīng)方程式為SO₃^2-+H⁺═HSO₃^-，A點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)為亞硫酸鈉與氯化鈉，
故答案為：NaC1、NaHSO₃；
②結(jié)合圖象可知，當(dāng)加入35mL鹽酸時(shí)，25～35mL發(fā)生碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)生成二氧化硫氣體，設(shè)生成二氧化硫的物質(zhì)的量為n，生成氣體時(shí)消耗的酸的物質(zhì)的量為（35-25）×10^-3L×1mol•L^-1=0.01mol，則
HSO₃^-+H⁺═SO₂↑+H₂O
1         1
0.01mol   n
$\frac{1}{1}$=$\frac{0.01mol}{n}$，解得n=0.01mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下其體積為0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，
故答案為：224mL或0.224L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了二氧化硫的制取及二氧化硫的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，題目難度中等，明確反應(yīng)的先后順序及圖象中每段圖象對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，注意掌握二氧化硫的性質(zhì)及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)方法原理．