Question

10．某化學興趣小組的同學們對SO₂與漂粉精、過氧化鈉的反應進行實驗探究：
【實驗I】SO₂與漂粉精反應．

操作	現(xiàn)象
取4g 漂粉精固體，加入100mL 水	部分固體溶解，溶液略有顏色
過濾，測漂粉精溶液的pH	pH 試紙先變藍（約為12），后褪色
	1．液面上方出現(xiàn)白霧； 2．稍后，出現(xiàn)渾濁，溶液變?yōu)辄S綠色； 3．稍后，產(chǎn)生大量白色沉淀，黃綠色褪去

（1）Cl₂和Ca（OH）₂制取漂粉精的反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：1．
（2）pH試紙顏色的變化說明漂粉精溶液具有的性質(zhì)是堿性、漂白性．
（3）興趣小組將A中產(chǎn)生的白霧引出導入硝酸酸化的AgN0₃溶液中，有沉淀產(chǎn)生，據(jù)此判斷白霧成分為HCl小液滴，該結(jié)論合理嗎？不合理請說明理由因為白霧中可能含有少量Cl₂和SO₂，也容易產(chǎn)生沉淀．
（4）現(xiàn)象2中溶液變?yōu)辄S綠色的原因是：隨溶液酸性的增強，漂粉精的有效成分和Cl^-發(fā)生反應．該反應的離子方程式為ClO^-+Cl^-+2H⁺=2H₂O+Cl₂↑．
（5）①將A瓶中混合物過濾、洗滌，得到沉淀X，X的成分是CaSO₄（填化學式）；
②用離子方程式解釋現(xiàn)象3中黃綠色褪去的原因Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-．
【實驗II】SO₂與過氧化鈉反應．將一定量（過量）SO₂充入注射器X中，硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量過氧化鈉，兩端用夾子K₁、K₂夾好．在室溫下按圖示裝置進行實驗，請?zhí)顚懣瞻祝?br />

操作步驟	實驗現(xiàn)象	解釋原因
打開K1，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢通入Y管中（假設(shè)充分反應）	（1）淡黃色固體變?yōu)榘咨�粉�?/td>	（2）反應的化學方程式：SO2+Na2O2=Na2SO4
將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復到室溫，打開K2	（3）Z中NaOH溶液倒吸入Y管中	（4）不用解釋

Answer 1

分析 【實驗I】（1）氯氣與Ca（OH）₂反應生成CaCl₂、Ca（ClO）₂和水，反應中，氯氣中氯元素化合價由0價降低為-1價，氯氣是氧化劑，還原產(chǎn)物是CaCl₂；氯氣中氯元素化合價由0價升高為+1價，氯氣是還原劑，氧化產(chǎn)物是Ca（ClO）₂．根據(jù)產(chǎn)物可知起氧化劑與還原劑的氯氣各占一半；
（2）pH試紙變藍色，說明溶液呈堿性，次氯酸具有漂白性；
（3）SO₂可以使酸化的AgNO₃溶液產(chǎn)生白色沉淀，氯氣和水反應產(chǎn)生的氯離子也能和硝酸銀產(chǎn)生白色沉淀；
（4）現(xiàn)象2中溶液變?yōu)辄S綠色，產(chǎn)生氯氣，為-1價的氯和+1價的氯發(fā)生價態(tài)歸中反應；
（5）①二氧化硫被氧化成硫酸，硫酸與氫氧化鈣反應生成硫酸鈣沉淀；
②氯氣與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應生成硫酸和氯化氫，據(jù)此寫出反應的離子方程式；
【實驗II】打開K₁，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢充入Y管中，則二氧化硫與過氧化鈉發(fā)生反應生成硫酸鈉，所以看到現(xiàn)象為：淡黃色固體變?yōu)榘咨�粉末�?br />依據(jù)SO₂+Na₂O₂=Na₂SO₄判斷反應后氣體分子數(shù)減少從而判斷打開K₂發(fā)生的現(xiàn)象．

解答 解：【實驗I】（1）氯氣與Ca（OH）₂反應生成CaCl₂、Ca（ClO）₂和水，反應的方程式為2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，漂白粉的有效成分為次氯酸鈣，在反應中，氯氣中氯元素化合價由0價降低為-1價，氯氣中氯元素化合價由0價升高為+1價，氯氣既是氧化劑又是還原劑，由方程式根據(jù)產(chǎn)物可知起氧化劑與還原劑的氯氣各占一半，所以氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比是1：1，
故答案為：1：1；
（2）pH試紙先變藍（約為12），說明溶液呈堿性，后顏色褪去，說明又具有漂白性，
故答案為：堿性、漂白性；
（3）白霧中含有SO₂，可以被硝酸氧化為硫酸，硫酸與AgNO₃溶液反應產(chǎn)生硫酸銀白色沉淀，故SO₂可以使酸化的AgNO₃溶液產(chǎn)生白色沉淀，白霧中可能含有少量Cl₂，氯氣和水反應產(chǎn)生的氯離子也能和硝酸銀產(chǎn)生白色沉淀，所以據(jù)此判斷白霧成分為HCl小液滴，該結(jié)論不合理，
故答案為：不合理；因為白霧中可能含有少量Cl₂和SO₂，也容易產(chǎn)生沉淀；
（4）稍后，出現(xiàn)渾濁，溶液變?yōu)辄S綠色，產(chǎn)生氯氣，為-1價的氯和+1價的氯發(fā)生價態(tài)歸中反應，反應方程式為：ClO^-+Cl^-+2H⁺=2H₂O+Cl₂↑，
故答案為：ClO^-+Cl^-+2H⁺=2H₂O+Cl₂↑；
（5）①SO₂也容易被氧化為硫酸，硫酸和次氯酸鈣發(fā)生復分解反應生成硫酸鈣白色沉淀，
故答案為：CaSO₄；
②有氧化性Cl₂和還原性的有SO₂在水溶液中發(fā)生氧化還原反應生成硫酸和鹽酸，從而失去氯氣的黃綠色，反應的離子方程式為：Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-，
故答案為：Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-；
【實驗II】打開K₁，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢充入Y管中，則二氧化硫與過氧化鈉發(fā)生反應生成硫酸鈉，所以看到現(xiàn)象為：淡黃色固體變?yōu)榘咨�粉末�?br />反應方程式為：SO₂+Na₂O₂=Na₂SO₄；將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復到室溫，由SO₂+Na₂O₂=Na₂SO₄可知反應后氣體分子數(shù)減少，裝置內(nèi)壓強降低，所以打開K₂在大氣壓的作用下發(fā)生倒吸；
故答案為：

操作步驟	實驗現(xiàn)象	解釋原因
	淡黃色固體變?yōu)榘咨�粉�?/td>	SO2+Na2O2=Na2SO4
	Z中NaOH溶液倒吸入Y管中

點評 本題考查氯、硫及其化合物的性質(zhì)實驗，題目難度中等，明確實驗目的、實驗原理為解答關(guān)鍵，注意掌握常見元素及其化合物性質(zhì)，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．