Question

（2011?翠屏区模拟）理论上，SO₂能发生类似CO₂与澄清石灰水作用的反应，但在通常实验中，将SO₂通入澄清石灰水却没有看到类似CO₂那样先浑浊后澄清的现象．针对这一问题，研究性学习小组开展了探究性实验．

I．用图A所示的装置来分别做CO₂、SO₂与澄清石灰水的反应实验，结果通入CO₂可看到先浑浊后澄清的现象，但通入SO₂没看到浑浊现象．
Ⅱ．用图B的装置，将气体收集在注射器里，缓慢地将气体一个气泡一个气泡地通入澄清石灰水中，无论CO₂还是SO₂都能看到“先变浑再澄清”的现象．当以相同速率分别通入CO₂或SO₂，通入SO₂产生现象明显比通入CO₂产生现象快．
回答下列问题：
（1）通过上述I、Ⅱ实验，可以确定，将足量SO₂缓慢通入澄清石灰水，依次发生的反应有：（用离子方程式表示）

SO₂+Ca²⁺+2OH^-═CaSO₃↓+H₂O

；

CaSO₃+H₂O+SO₂=Ca²⁺+2HSO₃^-

．
（2）实验I中，通入SO₂不能出现浑浊的原因可能是：

澄清的石灰水比较少，通入二氧化硫较快较多，两者反应时直接生成了易溶于水的酸式盐，而看不到沉淀

．
（3）实验Ⅱ中，同速率分别通入CO₂或SO₂，SO₂产生现象比CO₂快的相关因素有

①③⑤⑥

．
①SO₂在水中溶解度比CO₂大．
②相同状态下，SO₂的密度比CO₂的密度大．
③亚硫酸酸性比碳酸强，在同温度、同体积的溶液中，l mol亚硫酸电离产生的H⁺离子浓度大于l mol碳酸电离产生的H⁺离子浓度．
④SO₂有毒和刺激性气味，CO₂无毒和无刺激性气味．
⑤相同条件下，1mol SO₂与足量石灰水反应生成CaSO₃的速率大于1mol CO₂与足量石灰水反应生成CaCO₃的速率．
⑥相同条件下，1molCaSO₃被1mol SO₂（形成的H⁺离子）溶解形成可溶性Ca（HSO₃）₂的速率大于1molCaCO₃被1molCO₂（形成的H⁺离子）溶解形成可溶性Ca（HCO₃）₂的速率．

Answer 1

分析：（1）模拟二氧化碳与澄清石灰水、水反应的化学方程式，利用二氧化碳、二氧化硫化学性质相似的信息，写出二氧化硫与氢氧化钙、水反应的化学方程式，据方程式再书写离子反应方程式；
（2）根据反应操作的可能情况和亚硫酸氢钙的溶解性解答；
（3）①气体溶解度大，在溶液中的气体多，参加反应的物质多；
②相同状态下，密度大小与参加反应的物质多少无关；
③亚硫酸酸性比碳酸强，在同温度、同体积的溶液中，电离产生的H⁺离子浓度大；
④毒性和气体气味与反应快慢无关；
⑤相同条件下，同物质的量的SO₂与CO₂与足量石灰水反应能比较反应的速率；
⑥相同条件下，同物质的量的SO₂与CO₂与各自的沉淀溶解速率，能比较SO₂产生现象比CO₂快．

解答：解：（1）二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙和水、碳酸钙与水与二氧化碳反应生成碳酸氢钙，而SO₂和CO₂均属于非金属氧化物，某些性质相似，因此二氧化硫通入澄清石灰水生成亚硫酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O，继续通沉淀溶解反应方程式为：CaSO₃+H₂O+SO₂=Ca（HSO₃）₂，所以离子反应方程式为SO₂+Ca²⁺+2OH^-═CaSO₃↓+H₂O；CaSO₃+H₂O+SO₂=Ca²⁺+2HSO₃^-，
故答案为：SO₂+Ca²⁺+2OH^-═CaSO₃↓+H₂O；CaSO₃+H₂O+SO₂=Ca²⁺+2HSO₃^-；
（2）二氧化硫与澄清的石灰水反应，如果二氧化硫过量，会发生CaSO₃+H₂O+SO₂=Ca（HSO₃）₂，亚硫酸氢钙易溶于水，所以，当实验操作通入二氧化硫较快较多，澄清的石灰水相对比较少，两者反应时直接生成了易溶于水的酸式盐，而看不到沉淀，
故答案为：澄清的石灰水比较少，通入二氧化硫较快较多，两者反应时直接生成了易溶于水的酸式盐，而看不到沉淀；
（3）①1体积水中溶解二氧化硫为40体积，1体积水中溶解二氧化碳为2体积，所以，SO₂在水中溶解度比CO₂大，在溶液中，参加反应的二氧化硫比二氧化碳多，故①正确；
②密度大小与在溶液中的气体的物质的量的多少无关，所以相同状态下，SO₂的密度比CO₂的密度大与反应现象无关，故②错误；
③二氧化硫与水反应生成亚硫酸，二氧化碳与水反应生成碳酸，亚硫酸酸性比碳酸强，在同温度、同体积的溶液中，l mol亚硫酸电离产生的H⁺离子浓度大于l mol碳酸电离产生的H⁺离子浓度，与碱反应，前者电离出的氢离子多，反应快，故③正确；
④二氧化硫气体与二氧化碳的气体与碱反应，本质为酸性气体和碱反应，其气味和毒性与碱反应快慢无关，故④错误；
⑤相同条件下，相同的物质的量与碱反应，反应快，能说明SO₂产生现象比CO₂快，所以，1mol SO₂与足量石灰水反应生成CaSO₃的速率大于1mol CO₂与足量石灰水反应生成CaCO₃的速率正确，故⑤正确；
⑥相同条件下，相同的物质的量的气体与沉淀，溶解得快，说明SO₂产生现象比CO₂快，所以，1molCaSO₃被1mol SO₂（形成的H⁺离子）溶解形成可溶性Ca（HSO₃）₂的速率大于1molCaCO₃被1molCO₂（形成的H⁺离子）溶解形成可溶性Ca（HCO₃）₂的速率，正确，故⑥正确；
故答案为：①③⑤⑥．

点评：本题主要考查了二氧化硫的性质，解答须掌握二氧化硫与氢氧化钙的反应的原理，题目难度中等．