Question

17．以下是有關(guān)SO₂、Cl₂的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)．
（1）某小組設(shè)計(jì)如圖1所示的裝置圖（圖中夾持和加熱裝置略去），分別研究SO₂和Cl₂的性質(zhì)．
①若從左端分別通入SO₂和Cl₂，裝置A中觀察到的現(xiàn)象是否相同？相同（填“相同”或“不相同”）；若裝置D中裝的是V₂O₅（催化劑），通入SO₂時(shí)，打開K通入適量O₂的化學(xué)反應(yīng)方程式為2SO₂+O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃．
②SO₂通入B中，溶液顏色退去，則該反應(yīng)的離子方程式  為SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺．
（2）某同學(xué)將足量的SO₂通入一支裝有氯化鋇溶液的試管，未見沉淀生成，若向該試管中加入足量（填字母）B，仍然無法觀察到沉淀產(chǎn)生．
A．氨水B．稀鹽酸C．硝酸鉀溶液D．硫化鈉溶液
（3）若由元素S和O組成-2價(jià)酸根離子X，X中S和O的質(zhì)量比為4：3；當(dāng)Cl₂與含X的溶液完全反應(yīng)后，得澄清溶液，取少量該溶液加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，有白色沉淀產(chǎn)生．寫出Cl₂與含X的溶液反應(yīng)的離子方程式4Cl₂+S₂O₃^2-+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．
（4）某科研單位利用電化學(xué)原理用SO₂來制備硫酸，裝置如圖2，含有某種催化劑，電極為多孔的材料，能吸附氣體，同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸．通入SO₂電極反應(yīng)式為SO₂-2e^-+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-；電池的總反應(yīng)式2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）①二氧化硫具有漂白性，氯氣與水反應(yīng)生成HClO，HClO具有漂白性；SO₂在V₂O₅作催化劑，加熱可與O₂反應(yīng)生成SO₃；
②SO₂與I₂能發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（2）SO₂在堿性條件下或被氧化成硫酸根，都與氯化鋇能產(chǎn)生沉淀；
（3）先根據(jù)X中元素的質(zhì)量之比求出原子個(gè)數(shù)之比，再根據(jù)題中反應(yīng)現(xiàn)象判斷該反應(yīng)生成的離子，由氧化還原反應(yīng)寫出離子方程式；
（4）SO₂來制備硫酸，SO₂被氧化，作還原劑，據(jù)此判斷電極和書寫電極反應(yīng)．

解答 解：（1）①二氧化硫具有漂白性，氯氣與水反應(yīng)生成HClO，HClO具有漂白性，所以A中觀察到的現(xiàn)象相同；SO₂在V₂O₅作催化劑，加熱可與O₂反應(yīng)生成SO₃，化學(xué)方程式為2SO₂+O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃，
故答案為：相同；2SO₂+O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃；
②SO₂與I₂能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而使碘水顏色褪去，離子方程式為SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺，
故答案為：SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺；
（2）將足量的SO₂通入一支裝有氯化鋇溶液的試管，未見沉淀生成，若向該試管中加入足量試劑仍然無法觀察到沉淀產(chǎn)生，說明不發(fā)生反應(yīng)：
A、氨水加入后生成亞硫酸銨，亞硫酸根和鋇離子生成沉淀，故A不符合；
B、稀鹽酸加入后不反應(yīng)，故B符合；
C、加入硝酸鉀溶液，硝酸根和氫離子形成稀硝酸具有氧化性，能氧化二氧化硫?yàn)榱蛩�，硫酸根和鋇離子生成沉淀，故C不符合；
D、加入硫化鈉溶液，硫離子具有還原性，二氧化硫具有氧化性，會(huì)反應(yīng)氧化還原反應(yīng)，生成硫單質(zhì)，故D不符合；
故答案為：B．
（3）若由元素S和O組成-2價(jià)酸根離子X，X中S和O的質(zhì)量比為4：3，所以X中S和O的原子個(gè)數(shù)比為 $\frac{4}{32}$：$\frac{3}{16}$=3：2，所以該離子為S₂O₃ ^2-；氯氣有強(qiáng)氧化性，能和硫代硫酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)題意知，該反應(yīng)中有硫酸根離子生成，所以氯氣中氯元素得電子生成氯離子，所以該反應(yīng)的離子方程式為：4Cl₂+S₂O₃^2-+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺，
故答案為：4Cl₂+S₂O₃^2-+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺；
（4）SO₂來制備硫酸，SO₂被氧化，作還原劑，所以SO₂在負(fù)極反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺；SO₂制備硫酸，O₂作氧化劑，電池的總反應(yīng)式為2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，
故答案為：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺；2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了二氧化硫的性質(zhì)，涉及氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)知識(shí)，有一定的綜合性，中等難度，解題時(shí)注意基礎(chǔ)知識(shí)的運(yùn)用和化學(xué)用語的規(guī)范表達(dá)．