Question

硫及其化合物有广泛的应用，对SO₂性质的研究是高中化学教学的一项重要内容．
（1）对比研究是一种重要的研究方法．若将硫的单质及部分化合物按如下表所示分成3组，则第2组中物质M的化学式是

 

．

第1组	第2组	第3组
S（单质）	SO2、H2SO3、M、NaHSO3	SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4

（2）某校化学学习小组用下图所示的实验装置研究SO₂的性质．

①在装置Ⅰ中发生SO₂的催化氧化反应，其化学方程式是

 

．
②若按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序连接装置，（已知：SO₃熔点 16.8℃； SO₂ 沸点-10℃．）装置Ⅱ的作用是

 

；装置Ⅲ中溶液逐渐褪色，生成Mn²⁺的同时pH降低，则该反应的离子方程式是

 

．
③若按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置，如果装置Ⅳ中有30mL 2.5mol/LNaOH溶液，反应后增重4.8g，则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是

 

．

Answer 1

分析：（1）第2组物质中硫元素的化合价都是+4价；
（2）①二氧化硫催化氧化产物是三氧化硫；
②冰水浴温度下，三氧化硫呈固体状态，二氧化硫具有还原性，可以被高锰酸钾氧化；
③二氧化硫是酸性氧化物，可以和氢氧化钠反应，根据量的关系书写方程式．

解答：解：（1）第2组物质中硫元素的化合价都是+4价，按照氧化物、酸、盐的顺序排列下来，应该是亚硫酸钠，故答案为：Na₂SO₃；
（2）①二氧化硫催化氧化产物是三氧化硫，即2SO₂+O₂

催化剂

△

2SO₃，故答案为：2SO₂+O₂

催化剂

△

2SO₃；
②在冰水浴温度下，三氧化硫呈固体状态，所以装置Ⅱ的作用是使SO₃凝结成固体与SO₂分离，二氧化硫具有还原性，可以被高锰酸钾氧化，发生的反应为：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，故答案为：使SO₃凝结成固体与SO₂分离；5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；
③二氧化硫是酸性氧化物，可以和氢氧化钠反应，氢氧化钠质量增加量即为二氧化硫的质量，反应后增重4.8g，所以吸收二氧化硫物质的量=

4.8g

64g/mol

=0.075mol，消耗氢氧化钠是0.030L×2.5mol/L=0.075mol，所以NaOH和二氧化硫按物质的量之比1：1反应，即SO₂+NaOH=NaHSO₃，故答案为：SO₂+NaOH=NaHSO₃．

点评：本题是一道关于实验方案的设计题目，考查学生分析和解决问题的能力，难度不大．