13.(1)某化學(xué)探究小組欲對(duì)SO2的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行如下探究,請(qǐng)你幫助他完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告.
物質(zhì)類別化學(xué)性
質(zhì)預(yù)測(cè)
                 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)質(zhì)(用離子
方程式表示)
二氧
化硫
酸性
氧化物
與水
反應(yīng)
將盛滿SO2氣體的試管倒立在水中,并測(cè)定試管中溶液的pHSO2+H2O
?H2SO3
與堿
反應(yīng)
出現(xiàn)白
色沉淀
(2)該探究小組還根據(jù)SO2中S元素的化合價(jià),預(yù)   測(cè)并通過實(shí)驗(yàn)探究SO2的其他性質(zhì).探究過程中選用的實(shí)驗(yàn)藥品有:濃硫酸、亞硫酸鈉固體、Na2S溶液、酸性高錳酸鉀溶液、品紅溶液等.探究過程的實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖所示,請(qǐng)回答下列問題.
①請(qǐng)你完成下列表格.
裝置藥品作用
A驗(yàn)證二氧化硫的還原性
B
C品紅溶液
②A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5SO2+2MnO4-+2H2O═2Mn2++5SO42-+4H+
③實(shí)驗(yàn)時(shí)C中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是品紅溶液褪色.
④D裝置的作用是防倒吸.E是尾氣處理裝置,有人認(rèn)為E裝置中可以加入足量的Ba(NO32溶液,你認(rèn)為是否合理,請(qǐng)結(jié)合離子方程式加以說明:不合理,因?yàn)榘l(fā)生的反應(yīng)為3Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+,生成的NO仍然對(duì)環(huán)境有污染.

分析 (1)①二氧化硫溶于水且和水反應(yīng)生成亞硫酸,導(dǎo)致試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)變小,試管中水面上升;亞硫酸是酸,所以其水溶液的PH小于7;
②驗(yàn)證二氧化硫與堿反應(yīng)時(shí),由于題目要求“出現(xiàn)白色沉淀”,因此不能用NaOH、KOH等堿溶液,必須用Ba(OH)2或Ca(OH)2等堿溶液;
③二氧化硫和Ba(OH)2或Ca(OH)2等堿溶液反應(yīng)生成CaSO3或BaSO3沉淀;
(2)二氧化硫中硫元素的化合價(jià)是+4價(jià),屬于中間價(jià)態(tài),預(yù)測(cè)其既有氧化性又有還原性,和氧化劑反應(yīng)表現(xiàn)為還原性;和還原劑反應(yīng)表現(xiàn)為氧化性;根據(jù)所提供的藥品,驗(yàn)證二氧化硫的還原性,可選擇具有強(qiáng)氧化性的酸性高錳酸鉀溶液.品紅溶液顯然是驗(yàn)證二氧化硫的漂白性,現(xiàn)象是品紅溶液褪色.具有還原性的Na2S判斷SO2具有氧化性.二氧化硫的水溶液呈酸性,在酸性環(huán)境中NO3-可將溶液中+4價(jià)的S氧化為SO42-并生成BaSO4沉淀,同時(shí)NO3-被還原為NO,帶來(lái)新的污染.

解答 解:(1)①二氧化硫在水中的溶解度較大,且二氧化硫和水反應(yīng)生成亞硫酸,導(dǎo)致試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)變小,試管中水面上升;亞硫酸是酸,所以其水溶液的PH小于7;
②驗(yàn)證二氧化硫與堿反應(yīng)時(shí),由于題目要求“出現(xiàn)白色沉淀”,因此不能用NaOH、KOH等堿溶液,必須用Ba(OH)2或Ca(OH)2等堿溶液;
③將SO2氣體通入澄清石灰水中;SO2+Ca2++2OH-=CaSO3↓+H2O,將SO2氣體通入Ba(OH)2中;SO2+Ba2++2OH-=BaSO3↓+H2O,
故答案為:①試管中液面上升,溶液pH<7;②將二氧化硫氣體通入足量澄清石灰水[或Ba(OH)2溶液]中;③SO2+Ca2++2OH-=CaSO3↓+H2O(或SO2+Ba2++2OH-=BaSO3↓+H2O);
(2)①二氧化硫中硫元素的化合價(jià)是+4價(jià),屬于中間價(jià)態(tài),預(yù)測(cè)其既有氧化性又有還原性,高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性,如果二氧化硫能使高錳酸鉀褪色,驗(yàn)證二氧化硫有還原性,硫化鈉有還原性,如果二氧化硫和硫化鈉反應(yīng),驗(yàn)證二氧化硫有氧化性,二氧化硫能使品紅溶液褪色,驗(yàn)證二氧化硫的漂白性,
故答案為:

裝置藥品作用
A酸性高錳酸鉀溶液
BNa2S溶液驗(yàn)證二氧化硫的氧化性
C驗(yàn)證二氧化硫的漂白性
②二氧化硫有還原性,高錳酸鉀有氧化性,二氧化硫和高錳酸鉀能發(fā)生氧化還原反應(yīng),離子方程式為5SO2+2MnO4-+2H2O═2Mn2++5SO42-+4H+,
故答案為:5SO2+2MnO4-+2H2O═2Mn2++5SO42-+4H+;
③通入SO2氣體,品紅溶液褪色,故答案為:品紅溶液褪色;
④D兩端都是短管,所以能防倒吸;E是尾氣處理裝置,有人認(rèn)為E裝置中可以加入足量的Ba(NO32溶液,3Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+,生成的NO仍然對(duì)環(huán)境有污染,起不到尾氣處理作用,所以不合理,
故答案為:防倒吸;不合理,因?yàn)榘l(fā)生的反應(yīng)為3Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+,生成的NO仍然對(duì)環(huán)境有污染.

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了探究SO2的化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)操作,掌握實(shí)驗(yàn)的原理及二氧化硫的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵,題目難度中等.

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