Question

某同學(xué)欲研究SO₂的性質(zhì)．
（1）將相關(guān)的含硫物質(zhì)分為如表所示3組，則第2組中物質(zhì)X的化學(xué)式是

 

．

第1組	第2組	第3組
S（單質(zhì)）	SO2、X、Na2SO3、NaHSO3	SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4

（2）實(shí)驗(yàn)室制取SO₂的化學(xué)方程式為

 

．
（3）利用下圖所示的裝置研究SO₂的性質(zhì)：（熔點(diǎn)：SO₂-76.1℃，SO₃ 16.8℃，沸點(diǎn)：SO₂-10℃，SO₃ 45℃）．

①裝置Ⅰ模擬工業(yè)生產(chǎn)中SO₂催化氧化的反應(yīng)，其化學(xué)方程式是

 

．
②甲同學(xué)按Ⅰ、Ⅱ、III、Ⅳ的順序連接裝置，裝置Ⅱ的作用是

 

； 裝置Ⅲ中溶液逐漸褪色，生成Mn²⁺，則該反應(yīng)的離子方程式是

 

．
③乙同學(xué)按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的順序連接裝置，若裝置Ⅳ中有40mL 2.5mol?L^-1 NaOH溶液，反應(yīng)后增重4.8g，則產(chǎn)物（水除外）的物質(zhì)的量之比是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究二氧化硫與水和品紅溶液的反應(yīng)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）將相關(guān)的含硫物質(zhì)依據(jù)硫元素化合價(jià)分組，第2組物質(zhì)中硫元素的化合價(jià)都是+4價(jià)，判斷X為+4價(jià)的酸為H₂SO₃ ；
（2）實(shí)驗(yàn)室一般用亞使硫酸鈉與稀硫酸反應(yīng)制取二氧化硫；
（3）①二氧化硫催化氧化產(chǎn)物是三氧化硫；
②冰水浴溫度下，三氧化硫呈固體狀態(tài)，二氧化硫具有還原性，可以被高錳酸鉀氧化；
③二氧化硫是酸性氧化物，可以和氫氧化鈉反應(yīng)，根據(jù)已知量的關(guān)系書寫方程式，求解產(chǎn)物（水除外）的物質(zhì)的量之比．

解答： 解：（1）將相關(guān)的含硫物質(zhì)依據(jù)硫元素化合價(jià)分組，依據(jù)第2組物質(zhì)中硫元素的化合價(jià)都是+4價(jià)，按照氧化物、酸、鹽的順序排列下來，判斷X為+4價(jià)的酸為H₂SO₃ ；
故答案為：H₂SO₃ ；
（2）實(shí)驗(yàn)室用亞硫酸鈉與稀硫酸反應(yīng)制取二氧化硫氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂SO₃+H₂SO_4（濃）═SO₂↑+Na₂SO₄+H₂O，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO_4（濃）═SO₂↑+Na₂SO₄+H₂O；
（3）①二氧化硫催化氧化產(chǎn)物是三氧化硫，即2SO₂+O₂

催化劑

△

2SO₃，故答案為：2SO₂+O₂

催化劑

△

2SO₃；
②在冰水浴溫度下，三氧化硫呈固體狀態(tài)，所以裝置Ⅱ的作用是使SO₃凝結(jié)成固體與SO₂分離，二氧化硫具有還原性，可以被高錳酸鉀氧化，發(fā)生的反應(yīng)為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，
故答案為：使SO₃凝結(jié)成固體與SO₂分離；5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；
③二氧化硫是酸性氧化物，可以和氫氧化鈉反應(yīng)，二氧化硫物質(zhì)的量和氫氧化鈉物質(zhì)的量進(jìn)行分析判斷生成產(chǎn)物，若n（SO₂）：n（NaOH）=1：2反應(yīng)按照反應(yīng)：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；若n（SO₂）：n（NaOH）=1：1，反應(yīng)按照反應(yīng)SO₂+NaOH=NaHSO₃；裝置IV中有40mL 2.5mol?L^-1NaOH溶液中n（NaOH）=0.1mol，n（SO₂）=

4.8g

64g/mol

=0.075mol；n（SO₂）：n（NaOH）=0.075：0.1=3：4，所以生成產(chǎn)物為亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3SO₂+4NaOH═Na₂SO₃+2NaHSO₃+H₂O，亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉物質(zhì)的量之比為1：2，
故答案為：1：2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)分類方法，規(guī)律總結(jié)，實(shí)驗(yàn)過程分析判斷，化學(xué)方程式和離子方程式的書寫，反應(yīng)產(chǎn)物的分析判斷，題目難度中等，注意（3）③量不同產(chǎn)物不同．