Question

4．下面是某课外兴趣小组对二氧化硫的性质实验探究．
实验装置

实验步骤
①按照图示装置连接好实验仪器，检查装置气密性．②分别在装置I、II、III、IV中分别加入少许亚硫酸钠固体、2mL稀NaOH溶液（溶液中滴有酚酞试剂）、2mL酸性KMnO4溶液、2mL Na2S稀溶液；烧杯中加入约30mL浓NaOH溶液；最后向装置A中加入30mL硫酸．③打开止水夹，再慢慢地打开分液漏斗活塞，使其中的硫酸缓缓地滴下，注意观察装置II、III、IV内溶液中的现象．
通过上述实验，回答下列试题：
（1）仪器A的名称是分液漏斗．
（2）装置II中的现象为红色变浅直至消失，原因是酸性氧化物二氧化硫和氢氧化钠反应导致溶液PH值减小，从而使酚酞变为无色．
（3）装置III中发生反应的离子方程式为5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，若将装置III中的酸性KMnO₄溶液换为氯水，则装置III中的现象是氯水的浅黄绿色褪去．
（4）装置IV中的Na₂S用量不同发生的化学反应方程式不同．写出Na2S足量时的化学方程式2Na₂S+SO₂+2H₂O═4NaOH+3S↓．
（5）烧杯中的浓NaOH溶液的作用是吸收酸性有毒气体，防止造成污染和毒害．
（6）在BaCl₂溶液中通人SO₂气体，溶液仍澄清；若将BaCl₂溶液分盛两支试管．一支加硝酸，另一支加烧碱溶液，然后再通人SO₂气体，结果两支试管都有白色沉淀．由此得出下列结论合理的是cd．
a．氯化钡有两性                  b．两支试管的沉淀均是亚硫酸钡
c．SO₂有还原性和酸酐的性质      d．升高pH使SO₂水溶液中SO₃^2-浓度增大．

Answer 1

分析 装置I：制备二氧化硫，反应的化学方程式为：Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑，装置II：酸性氧化物二氧化硫和氢氧化钠反应导致溶液PH值减小，从而使酚酞变为无色，装置III：酸性高锰酸钾具有强氧化性，能氧化二氧化硫生成硫酸，装置IV：硫化钠（Na₂S）溶液和SO₂反应，烧杯中的浓NaOH溶液可吸收二氧化硫，防止污染空气．
（1）根据仪器的特征以及常见仪器的名称解答；
（2）酸性氧化物二氧化硫和氢氧化钠反应导致溶液PH值减小，从而使酚酞变为无色；
（3）酸性高锰酸钾具有强氧化性，能氧化二氧化硫生成硫酸，红色变浅直至消失；若将装置III中的酸性KMnO₄溶液换为氯水，氯水和二氧化硫反应生成硫酸和盐酸；
（4）硫化钠和二氧化硫反应生成硫和氢氧化钠；
（5）二氧化硫为大气污染物，需进行尾气处理，氢氧化钠能吸收二氧化硫；
（6）第一支试管中发生的反应为2HNO₃+2H₂O+3SO₂=2NO↑+3H₂SO₄、H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl，第二支试管中：二氧化硫为酸性氧化物，能够与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，亚硫酸钠能够与氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀，据此分析解答．

解答 解：（1）仪器A具有球形、长颈、具有玻璃活塞的漏斗，为分液漏斗，
故答案为：分液漏斗；
（2）装置II：酸性氧化物二氧化硫和氢氧化钠反应导致溶液PH值减小，从而使酚酞变为无色，所以装置II中的现象为红色变浅直至消失，
故答案为：红色变浅直至消失；酸性氧化物二氧化硫和氢氧化钠反应导致溶液PH值减小，从而使酚酞变为无色；
（3）装置III：酸性高锰酸钾具有强氧化性，能氧化二氧化硫生成硫酸，同时自身被还原生成锰离子，由化合价升降总数相等，可知反应为5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，若将装置III中的酸性KMnO₄溶液换为氯水，二氧化硫通入氯水中反应生成硫酸和盐酸，反应的离子方程式为SO₂+Cl₂+2H₂O═4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-，则装置III中的现象是氯水的浅黄绿色褪去，
故答案为：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；氯水的浅黄绿色褪去；
（4）硫化钠中-2价的硫具有还原性，二氧化硫中+4价的硫具有氧化性，两者反应生成硫和氢氧化钠，反应方程式为：2Na₂S+SO₂+2H₂O═4NaOH+3S↓，
故答案为：2Na₂S+SO₂+2H₂O═4NaOH+3S↓；
（5）氢氧化钠能吸收二氧化硫，所以烧杯中的浓NaOH溶液的作用是：吸收酸性有毒气体，防止造成污染和毒害，
故答案为：吸收酸性有毒气体，防止造成污染和毒害；
（6）在BaCl₂溶液中通入SO₂气体不反应，将上述通入SO₂气体的BaCl₂溶液分盛两支试管，一支加硝酸，另一支加烧碱溶液，加硝酸的试管中硝酸会氧化二氧化硫为硫酸，故能生成白色沉淀，加烧碱溶液，二氧化硫会与氢氧化钠反应生成亚硫酸盐，与氯化钡会生成亚硫酸钡白色沉淀；
a、氯化钡是强酸强碱盐，不是两性，故a错误；
b、加硝酸的试管生成的是硫酸钡，加烧碱的试管生成的是亚硫酸钡，故b错误；
c、二氧化硫被硝酸氧化说明具有还原性易被氧化，与碱反应说明溶于水生成亚硫酸呈酸性，具有酸酐的性质，故c正确；
d、增强碱性会使二氧化硫转化为亚硫酸盐，使亚硫酸根离子浓度增大，故d正确；
故答案为：cd．

点评 本题考查二氧化硫的化学性质探究，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、实验装置的作用为解答的关键，侧重分析与实验能力的综合考查，试题培养了学生的化学实验能力，题目难度中等．