Question

【题目】为探究H2O2、SO2、Br2的性质，某小组同学设计如下实验(夹持及尾气处理装置已略去，气密性已检验)。

实验操作	实验现象
i．打开弹簧夹，通入N2一段时间，关闭弹簧夹，打开A中分液漏斗活塞，滴加浓硫酸	A中有气泡产生，B中红棕色溴水褪色，C中有白色沉淀
ⅱ．取C中沉淀加入盐酸	C中白色沉淀不溶解
ⅲ．打开B中分液漏斗活塞，逐滴滴加H2O2	开始时颜色无明显变化；继续滴加H2O2溶液，一段时间后，混合液逐渐变成红棕色

(1)在滴入浓硫酸之前要通入N2一段时间的目的是__________________________。

(2)该实验可以证明SO2具有_________性；H2O2的氧化性_________Br2(填“强于”“弱于”)。

(3)B中红棕色褪去的原因_______________________________，B中重新变成红棕色的原因____________________________________(均用离子方程式表示)。

(4)C中产生的白色沉淀是______。

(5)甲同学通过C中产生白色沉淀，得出结论：SO2能与BaCl2反应产生沉淀。乙同学认为不能得出此结论，并对实验进行了改进：在B和C之间增加盛放_________的洗气瓶。再次进行实验时，则C中未产生沉淀。

(6)为进一步研究SO2的性质，分别用煮沸和未煮沸过的蒸馏水配制Ba(NO3)2和BaCl2溶液，进行如下实验：

①实验A中，没有观察到白色沉淀，但pH传感器显示溶液呈酸性，原因是__________________。(用化学方程式表示)

②实验C中出现白色沉淀比实验B快很多。由此得出的结论是__________________。若实验B、C中通入足量的SO2后，溶液酸性：B_________C(填“强于”“弱于”“等于”)。

(7)Na2SO3固体因贮放不慎发生变质。现取样品1.8克溶于水得溶液A，在A中加入足量BaCl2溶液,过滤得沉淀B，将沉淀B加入足量的稀硫酸后,沉淀不仅不消失，反而增加了0.16g(假如沉淀完全转化)。样品中Na2SO3的质量分数是___________________。

Answer 1

【答案】排净装置内空气 还原性 强于 SO2+Br2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+ 2Br-+H2O2+2H+=Br2+2H2O BaSO4 CCl4 SO2+H2OH2SO3 在水溶液中O2氧化SO2的速率比NO3﹣快 弱于 70%

【解析】

(1)装置中含有空气，空气中的氧气能和SO2在水溶液中发生氧化还原反应生成H2SO4，在滴加浓硫酸之前应增加一步操作，先排尽空气，则滴入浓硫酸之前要通入N2一段时间的目的是排净装置内空气；

(2)SO2使溴水褪色，体现了SO2具有还原性；实验ⅲ中在含有Br-的水溶液中滴加H2O2溶液，一段时间后，混合液逐渐变成红棕色，说明Br-被氧化为Br2，则由氧化剂的氧化性大于氧化产物可知，H2O2的氧化性大于Br2；

(3)B中红棕色褪去是Br2被SO2还原为Br-，发生的离子反应方程式为SO2+Br2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+；在含有Br-的水溶液中滴加H2O2溶液，一段时间后，混合液逐渐变成红棕色，说明Br-被氧化为Br2，发生的离子反应方程式为2Br-+H2O2+2H+=Br2+2H2O；

(4)C中产生的白色沉淀不溶于稀盐酸，则此沉淀应为BaSO4；

(5)由于溴单质有挥发性，溴单质在水溶液可以将SO2氧化成H2SO4，再与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀，则应该在B和C之间增加洗气瓶D来除去挥发的溴蒸气，D中盛放的试剂是CCl4或苯或饱和NaHSO3溶液；

(6)①二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸溶液呈酸性，涉及反应为SO2+H2OH2SO3，生成的亚硫酸再发生电离：H2SO3H++HSO3-；

②实验C中出现白色沉淀比实验B快很多C中未煮沸，则有氧气参与反应，速率较快，则说明在水溶液中O2氧化SO2的速率比NO3﹣快，C生成更多的硫酸，溶液的酸性强，即B中酸性弱于C中；

(7)部分氧化的Na2SO3固体溶于水得溶液A中加入足量BaCl2溶液，生成的沉淀B为BaSO4和BaSO3的混合物，再加入足量的稀硫酸后，沉淀不仅不消失，反而增加了0.16g，说明全部转化为BaSO4沉淀；已知1molBaSO3完全转化为1molBaSO4，质量增重233g-217g=16g，则沉淀增加0.16g，说明参加反应的BaSO3为=0.01mol，则样品中Na2SO3的质量分数是×100%=70%。