Question

以下是有关SO₂、Cl₂的性质实验．
（1）某小组设计如图1所示的装置图（图中夹持和加热装置略去），分别研究SO₂和Cl₂的性质．
①若从左端分别通入SO₂和Cl₂，装置A中观察到的现象是否相同？______（填“相同”或“不相同”）；若装置D中装的是V₂O₅（催化剂），通入SO₂时，打开K通入适量O₂的化学反应方程式为______．
②SO₂通入B中，溶液颜色退去，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）______，仍然无法观察到沉淀产生．
A．氨水　 B．稀盐酸　 C．硝酸钾溶液　 D．硫化钠溶液
（3）若由元素S和O组成-2价酸根离子X，X中S和O的质量比为4：3；当Cl₂与含X的溶液完全反应后，得澄清溶液，取少量该溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀产生．写出Cl₂与含X的溶液反应的离子方程式______．
（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______；电池的总反应式______

Ⅱ实验是化学研究的基础，关于下列各装置图的叙述正确的是______（填序号）
A．装置①可完成多种气体的发生、净化和收集，如铜屑与稀硝酸反应
B．装置②中，a为正扳，d为阳极
C．装置③可用于收集H₂、NH₃、Cl₂，、HCl、NO₂等
D．装置④能用于测量气体体积
Ⅲ用铅蓄电池电解苦卤水（含Cl^-、Br^-、Na⁺、Mg²⁺）的装置如图4所示（a、b为石墨电极）．下列说法中正确的是______（填序号）

A．铅蓄电池负极的反应式为：Pb-2e^-=Pb²⁺
B．铅蓄电池放电时，B极质量减轻，A极质量增加
C．铅蓄电池充电时，A极应与外电源负极相连
D．电解苦卤水时，a电极首先放电的是Br^-．

Answer 1

解：Ⅰ、（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；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，
故答案为：相同；2SO₂+O₂2SO₃；
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不符合；
B、稀盐酸加入后不反应，故B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不符合；
D、加入硫化钠溶液，硫离子具有还原性，二氧化硫具有氧化性，会反应氧化还原反应，生成硫单质，故D不符合；
故答案为：B．
（3）若由元素S和O组成-2价酸根离子X，X中S和O的质量比为4：3，所以X中S和O的原子个数比为 ：=3：2，所以该离子为S₂O₃ ^2-；氯气有强氧化性，能和硫代硫酸根离子发生氧化还原反应，根据题意知，该反应中有硫酸根离子生成，所以氯气中氯元素得电子生成氯离子，所以该反应的离子方程式为：4Cl₂+S₂O₃^2-+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺，
故答案为：4Cl₂+S₂O₃^2-+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺；
（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；SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺；2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄；
Ⅱ、A．因NO有毒，不能排放在空气中，应有尾气处理装置，则装置不能完成铜屑与稀硝酸的实验，故A错误；
B．电子由负极流向正极，所以装置②中a为负极，故B错误；
C．装置③中气体长进短出，收集密度比空气大的气体；短进长出收集密度比空气小的气体，则装置③可用于收集H₂、NH₃、Cl₂、HCl、NO₂等，故C正确；
D．测量气体的体积，装液态的集气瓶中的导管应短进长出，则装置④不能用于测量气体体积的装置，故D错误；
故答案为：C；
Ⅲ、铅蓄电池电解苦卤水，铅蓄电池放电时，电池反应式为Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O，硫酸参加反应，所以溶液的pH值变大；
A、铅蓄电池放电时，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，故A错误；
B、铅蓄电池放电时，较活泼的金属铅失电子发生氧化反应．二氧化铅得到电子发生还原反应，A极、B极都减轻，故B错误；
C、铅蓄电池充电时，阳极与电源正极相连，即B极应与外电源正极相连，故C错误；
D、电解苦卤水时，a为阳极，溶液中溴离子失电子生成溴单质，故D正确；
故答案为：D．
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；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；
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）先根据X中元素的质量之比求出原子个数之比，再根据题中反应现象判断该反应生成的离子，由氧化还原反应写出离子方程式；
（4）本质为SO₂与O₂反应生成SO₃以，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；
Ⅱ、A．NO有毒，不能排放在空气中，应有尾气处理装置；
B．电子由负极流向正极；
C．装置③中气体长进短出，收集密度比空气大的气体；短进长出收集密度比空气小的气体；
D．测量气体的体积，装液态的集气瓶中的导管应短进长出；
Ⅲ、A、根据铅蓄电池放电时是原电池，铅做负极，在硫酸环境下生成硫酸铅；
B、铅蓄电池放电时，较活泼的金属铅失电子发生氧化反应．二氧化铅得到电子发生还原反应；
C、铅蓄电池充电时，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连．
D、电解苦卤水时，根据溶液中离子的放电顺序判断．
点评：本题考查实验方案的评价，离子方程式的书写，涉及气体的制取与收集、电化学中的原电池盒电解池原理的应用等知识，注意气体的收集与测定体积时导管的进出是解答的关键，题目难度中等．