Question

（1）某小组设计如图1所示的装置图：（图中夹持装置略去），分别研究SO₂和Cl₂的性质．

①若从左湍分别通入SO₂和Cl₂，装置A中观察到的现象

 

（填“相同”或“不相同”）；若通入气体为Cl₂，解释A中产生相应现象的原因

 

．
②SO₂通入B中，溶液颜色褪去，则该反应的离子方程式为

 

．
（2）某同学将足量的SO₂通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成．若向该试管中加入足量

 

（填字母），能产生白色沉淀．
A．氨水    B．稀盐酸    C．硝酸钾溶液    D．硫酸钠溶液
（3）将一定量的SO₂和含0.7mol氧气的空气（忽略CO₂）放入一定体积的密闭容器中，550℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO₂+O₂?2SO₃．反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28L；再将剩余气体通过某物质的溶液吸收O₂，气体的体积又减少了5.6L（以上气体体积均为标准状况下的体积）．反应达到平衡时SO₂的转化率

 

（计算结果保留到0.1010）．
（4）某科研单位利用电化学原理用SO₂来制备硫酸，装置如图2，含有某种催化剂，电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触．通入SO₂的电极为

 

极，其电极反应式为

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,化学平衡的计算,电解原理

专题：实验设计题,电化学专题

分析：（1）①根据SO₂和Cl₂的化学性质分析反应现象，从而判断反应现象是否相同；根据氯气与水反应产生的次氯酸具有漂白性分析；
②二氧化硫通入碘水，碘单质具有氧化性，二氧化硫具有还原性，被碘单质氧化为硫酸，本身被还原为碘化氢；
（2）将足量的SO₂通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成，若向该试管中加入足量试剂，依据物质性质分析判断；
（3）混合气体通过过量NaOH溶液时，减少的气体是二氧化硫和三氧化硫，根据剩余氧气的量计算参加反应的氧气的量，根据参加反应的氧气的量计算参加反应的二氧化硫、三氧化硫的量，二氧化硫和三氧化硫混合气体体积减去三氧化硫的量就是未参加反应的二氧化硫的量，再根据转化率公式计算．
（4）本质为SO₂与O₂反应生成SO₃，SO₃再与水化合生成硫酸，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；

解答： 解：（1）①二氧化硫能和有色物质反应生成无色物质，所以二氧化硫有漂白性；氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性，能使有色物质褪色，所以若从左端分别通入SO₂和Cl₂，装置A中观察到的现象相同，都使品红褪色；若通入气体为Cl₂，品红褪色的原因为氯气和水反应生成次氯酸具有强氧化性，能漂白品红，
故答案为：相同；氯气和水反应生成次氯酸具有强氧化性，能漂白品红；
②SO₂通入B装置碘水中，溶液颜色退去，发生了氧化还原反应：碘单质具有氧化性，二氧化硫具有还原性，被碘单质氧化为硫酸，本身被还原为碘化氢，反应的离子方程式为：SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-，故答案为：SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-；
（2）将足量的SO₂通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成，若向该试管中加入足量试剂仍然无法观察到沉淀产生，说明不发生反应：
A、氨水加入后生成亚硫酸铵，亚硫酸根和钡离子生成沉淀，故A符合；
B、稀盐酸加入后不反应，故B不符合；
C、加入硝酸钾溶液，硝酸根和氢离子形成稀硝酸具有氧化性，能氧化二氧化硫为硫酸，硫酸根和钡离子生成沉淀，故C符合；
D、加入硫酸钠溶液，硫酸根和钡离子生成沉淀，故D符合；
故答案为：ACD．
（3）混合气体通过过量NaOH溶液时，减少的气体是二氧化硫和三氧化硫，所以三氧化硫和未参加反应的二氧化硫的体积是21.28L，剩余氧气的体积是5.6L，则参加反应的氧气的体积=0.7mol×22.4L/mol-5.6L=10.08L，根据二氧化硫、三氧化硫和氧气的关系式知，参加氧化还原反应的二氧化硫的体积=10.08L×2=20.16L，生成三氧化硫的体积=10.08L×2=20.16L，则未参加氧化还原反应的二氧化硫的体积=21.28L-20.16L=1.12L，原来二氧化硫的体积=20.16L+1.12L=21.28L，所以二氧化硫的转化率=

20.16L

21.28L

=94.7%，故答案为：94.7%；．
（4）该原电池的本质是2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，SO₂在负极上发生氧化反应电极反应式为SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺，O₂在正极上发生还原反应电极反应式为O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；
故答案为：负；SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺．

点评：本题考查实验方案的评价，离子方程式的书写，转化率的计算、电化学中的原电池盒电解池原理的应用等知识，综合性较强，题目难度中等．