Question

已知氯气的漂白作用实际上是氯气与水反应生成的次氯酸的漂白作用．为了探究二氧化硫的漂白作用到底是二氧化硫本身还是二氧化硫与水作用的产物，某学习小组设计了如图装置来进行实验．请回答相关问题．
亚硫酸钠浓硫酸品红的酒精溶液
（1）为了探究干燥的SO₂能不能使品红褪色，某同学设计了如图所示实验装置，请指出实验装置图设计中的不合理之处．①______；②______．
（2）按照修改后的装置，实验中控制二氧化硫以大约每秒3个气泡的速度通过品红的酒精溶液时，经过一小时后，品红仍不褪色．这说明品红褪色的原因不是二氧化硫直接导致．为此，SO₂能使品红的水溶液褪色的可能微粒有______．
（3）甲同学实验如下：取等量、相同浓度的品红水溶液于两支试管中，再分别加入少量亚硫酸钠固体和亚硫酸氢钠固体，两支试管中的品红都褪色，对此，他得出结论：使品红褪色的微粒是HSO₃^-和SO₃^2-，不是H₂SO₃．你认为他的结论是否正确______，其理由是______．
（4）为了进一步探究，乙组同学做了如下实验：分别取相同浓度的品红水溶液各20ml于两只小烧杯中，两只烧杯中同时一次性各加入20ml 0.1mol/L的亚硫酸钠，20ml1mol/L的亚硫酸氢钠溶液，发现加入亚硫酸钠溶液的品红褪色较快．
①微粒浓度与褪色快慢关系，请用“多”或“少”填写“______”内容．

同浓度溶液	SO32-	HSO3-	H2SO3	褪色速度
Na2SO3溶液	多	少	少	快
NaHSO3溶液	较上面______	较上面______	较上面______	慢

②根据实验和分析，得出的结论是______．

Answer 1

解：（1）该实验是探究干燥的SO₂能不能使品红褪色，所以二氧化硫通入品红溶液前要进行干燥；二氧化硫有毒，所以多余气体不能直接排空，故要有尾气处理装置．
故答案为：①二氧化硫没有干燥（或缺少二氧化硫的干燥装置）；②没有尾气吸收装置．
（2）二氧化硫和水反应生成亚硫酸，亚硫酸是二元弱酸，所以能发生两步电离，第一步生成氢离子和亚硫酸氢根离子，亚硫酸氢根离子电离生成亚硫酸根离子和氢离子，SO₂+H₂OH₂SO₃，H₂SO₃H⁺+HSO₃^-，HSO₃^-H⁺+SO₃^2-，这些反应都是可逆反应，所以存在的含有硫元素的微粒有（除二氧化硫外）H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃ ^2-．
故答案为：H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃ ^2-．
（3）亚硫酸钠和亚硫酸氢钠都是强碱弱酸盐，都能发生水解，水解反应方程式为：亚硫酸钠的水解，SO₃^2-+H₂O=HSO₃^-+OH^-、HSO₃^-+H₂O=H₂SO₃+OH^-；亚硫酸氢钠的水解，HSO₃^-+H₂O=H₂SO₃+OH^-；通过水解方程式看出，无论亚硫酸钠还是亚硫酸氢钠都能水解生成亚硫酸，故该说法错误．
故答案为：不正确，因亚硫酸根离子和亚硫酸氢根离子都会水解生成亚硫酸．
（4）①亚硫酸钠和亚硫酸氢钠都能电离和水解，但电离程度大于水解程度，水解是微弱的；亚硫酸氢根离子能电离出亚硫酸根离子，但较弱，所以亚硫酸氢钠溶液中的亚硫酸根离子比亚硫酸钠溶液中的少；亚硫酸氢钠溶液中的亚硫酸氢根离子比亚硫酸钠溶液中的多；亚硫酸根离子的水解程度大于亚硫酸氢根离子的水解程度，且亚硫酸根离子的第二步水解更弱，所以亚硫酸氢钠溶液中的亚硫酸比亚硫酸钠溶液中的多．
故答案为：少；多；多．
②根据实验和分析，得出的结论是使品红褪色的微粒是亚硫酸根离子．
故答案为：使品红褪色的微粒是亚硫酸根离子．
分析：（1）根据实验目的及二氧化硫的性质分析，制取干燥的气体且二氧化硫有毒，应有尾气处理装置．
（2）根据二氧化硫和水反应的方程式判断溶液中存在的微粒，注意二氧化硫和水的反应是可逆反应．
（3）根据盐类的性质分析，强碱弱酸盐能发生水解生成亚硫酸，据此判断正误．
（4）亚硫酸钠和亚硫酸氢钠都是强碱弱酸盐，都能发生水解，但亚硫酸钠的水解程度大于亚硫酸氢钠的水解程度，注意亚硫酸是二元弱酸，所以亚硫酸根离子能发生两步水解，只是第一步水解程度大于第二步水解程度．
点评：本题考查了二氧化硫漂白性的探究实验，难度较大，注意无论是强酸弱碱盐还是强碱弱酸盐在水溶液中都是电离为主，水解为次，盐类的水解较微弱．