Question

SO₂是造成空气污染及酸雨的有害气体，研究SO₂的性质可使其变废为宝．
（1）某小组设计了如图1所示的实验装置（图中夹持和加热装置略去）．

①若关闭K，通入SO₂，装置A中发生的现象是

 

；当装置B中溶液颜色逐渐退去时，其内发生反应的离子方程式为

 

，此时装置C、D、E、F、G中均没有明显反应现象发生．
②若对装置E加热并通入SO₂，同时打开K通入O₂，装置F中产生白色浑浊，证明装置E中发生的反应（化学方程式表示）：

 

；装置G的作用是

 

．
③反应结束后，若向试管C溶液中，加入足量下列溶液也可产生白色沉淀的是

 

．
A．氨水  B．稀盐酸   C．硝酸钾溶液
（2）根据原电池原理，设计了如图2所示装置，电极为含某催化剂、多孔吸附性的惰性材料，在用SO₂发电的同时实现了硫酸制备．通入SO₂的一极发生的反应：

 

；电池发生的总反应：

 

．

Answer 1

分析：（1）①二氧化硫能使品红褪色；二氧化硫具有还原性和碘单质发生氧化还原反应生成硫酸和氢碘酸；
②E中放有五氧化二钒为二氧化硫和氧气反应的催化剂，二氧化硫有毒，装置G是尾气处理装置；
③二氧化硫和水反应生成亚硫酸，亚硫酸与氨水反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀；亚硫酸和硝酸钾在同一溶液，二氧化硫被硝酸氧化物硫酸，反应中二氧化硫表现还原性，同时与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀；
（2）该装置是原电池，反应原理为二氧化硫、氧气和水反应生成硫酸；负极上的物质失电子发生氧化反应，正极上的物质得电子发生还原反应，据此分析负极、正极、及总的反应；

解答：解：（1）①二氧化硫能与某些有色物质（如品红溶液）反应生成不稳定的无色物质，所以装置A中发生的现象是红色逐渐褪去；单质碘具有氧化性，二氧化硫具有还原性，装置B中发生氧化还原反应生成硫酸和氢碘酸，离子反应为：SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-，
故答案为：红色逐渐褪去；SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-；
②二氧化硫和氧气在五氧化二钒作催化剂、加热条件下能发生氧化还原反应生成三氧化硫，反应方程式为：2SO₂+O₂2SO₃；二氧化硫有毒，且是大气硫酸型酸雨的主要成分，需进行尾气处理，装置G的作用为吸收尾气中的SO₂，防止污染空气，
故答案为：2SO₂+O₂2SO₃；吸收尾气中的SO₂，防止污染空气；     
③A．氨水和二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸根离子和钡离子结合生成沉淀；
B．稀盐酸不和二氧化硫反应，和钡离子不能生成沉淀；
C．硝酸钾溶液在酸性溶液中形成稀硝酸具有氧化性能氧化二氧化硫为硫酸，结合钡离子生成沉淀；
故答案为：A C；      
（2）该装置是原电池，反应原理为二氧化硫、氧气和水反应生成硫酸．通入氧气的电极是正极，原电池放电时，氢离子由负极移向正极，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，负极上，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸，电极反应式为：SO₂-2e^-+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-，原电池放电时，氢离子由负极移向正极，电池总反应式为：2SO₂+O₂+2H₂O═2H₂SO₄，
故答案为：SO₂-2e^-+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-；2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄；

点评：本题考查SO₂的性质实验设计，明确反应的化学方程，把握物质的性质为解答该题的关键，注意把握实验原理、方法和步骤，（2）根据原电池反应原理分析负极、正极、及总的反应为该题易错点，题目难度中等．