Question

（15分）二氧化硫是重要的工業原料，探究其制備方法和性質具有非常重要的意義。

（1）實驗室用圖1裝置測定SO₂催化氧化為SO₃的轉化率。（已知SO₃熔點為16．8℃，假設氣體進入裝置時分別被完全吸收，且忽略空氣中CO₂的影響。）
①簡述使用分液漏斗向圓底燒瓶中滴加濃硫酸的操作：                 。
②實驗過程中，需要通入氧氣。試寫出一個用如圖2所示裝置制取氧氣的化學方程式：        。
③當停止通入SO₂熄滅酒精燈后，需要繼續通一段時間的氧氣，其目的是：        。
④實驗結束后，若裝置D增加的質量為mg，裝置E中產生白色沉淀的質量為ng，則此
條件下二氧化硫的轉化率是          （用含字母的代數式表示，不用化簡）。
（2）某學習小組設計用如圖3裝置驗證二氧化硫的化學性質。
①能說明二氧化硫具有氧化性的實驗現象為：                          。
②為驗證二氧化硫的還原性，充分反應后，取試管b中的溶液分三份，分別進行如下實驗。
方案I：向第一份溶液中加入AgNO₃溶液，有白色沉
淀生成。
方案II：向第二份溶液中加入品紅溶液，紅色褪去。
方案III：向第三份溶液中加入BaC1₂溶液，產生白色沉淀
上述方案中合理的是       （填“I”、“II”、或“III”）；
試管b發生反應的離子方程式：      。
③當通入二氧化硫至試管c中溶液顯中性時，該溶液中
c(Na⁺)=                 （用含硫微粒濃度的代數式表示）。

Answer 1

(除說明外其余2分，共15分）
(1) ①打開分液漏斗上口的活塞，旋開分液漏斗的旋塞，緩慢滴加。
②2KClO₃2KCl+3O₂        或2KMnO₄ K₂MnO₄+MnO₂+O₂
③使殘留在裝置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸收。
④ 
(2)①試管a中出現淡黃色渾濁
②Ⅲ合理（1分）， SO₂＋Cl₂＋2H₂O=4H^＋＋SO₄^2－＋2Cl^－
③ 2 C(SO₃^2－)+ C(HSO₃^－)

試題分析：（1）①用分液漏斗向圓底燒瓶中滴加濃硫酸的操作打開分液漏斗上口的活塞，旋開分液漏斗的旋塞，緩慢滴加；
②圖2為加熱固體制取氣體的裝置，所以用該裝置制取氧氣可以用2KClO₃2KCl+3O₂   也可以用     2KMnO₄ K₂MnO₄+MnO₂+O₂
③為確保實驗的準確度，要保證二氧化硫和三氧化硫的量的測定準確，當停止通入SO₂，熄滅酒精燈后，需要繼續通一段時間的氧氣，可以讓裝置中的二氧化硫和三氧化硫充分被后面的裝置吸收；
④裝置D增加的質量為mg，及生成三氧化硫的質量是mg，物質的量是mg/80g/mol，裝置E 中產生白色沉淀為硫酸鋇沉淀，質量為ng，則吸收的二氧化硫的物質的量是ng/233g/mol，根據元素守恒，則二氧化硫的轉化率=mg/80g/mol/(mg/80g/mol+ng/233g/mol)×100%=；
（2）①二氧化硫與硫化鈉溶液反應生成淡黃色的單質硫，證明二氧化硫有氧化性，所以能說明二氧化硫具有氧化性的實驗現象為試管a中出現淡黃色渾濁
②二氧化硫與氯水反應生成硫酸根離子和氯離子，所以方案I：溶液中存在氯離子產生的白色沉淀不能證明是硫酸銀沉淀，所以不能證明溶液中存在硫酸根離子，錯誤；方案II：使品紅溶液褪色只能證明b溶液中含有未完全反應的次氯酸，不能證明有硫酸根離子，錯誤；方案III：與鋇離子反應生成沉淀的在b溶液中只能是硫酸根離子，證明b溶液中存在硫酸根離子，說明二氧化硫被氧化，具有還原性，所以方案III合理；試管b發生反應的離子方程式：SO₂＋Cl₂＋2H₂O=4H^＋＋SO₄^2－＋2Cl^－
③二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應生成亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉或二者都有，溶液呈中性，說明c(H^＋)= c（OH^－），根據電荷守恒規律，所以c(Na⁺)="2" C(SO₃^2－)+ C(HSO₃^－)。