Question

（16分）某研究性学习小组利用下列有关装置对SO₂的性质及空气中SO₂的含量进行探究（装置的气密性已检查）：

（1）装置A中反应的化学方程式是                                            。

（2）滴加浓硫酸之前，打开弹簧夹，通入一段时间N₂，再关闭弹簧夹。此操作的目的是                。

（3）实验过程装置B中没有明显变化。实验结束取下装置B，从中分别取少量溶液于两支洁净试管中。向第1支试管中滴加适量氨水出现白色沉淀       （填化学式）；向第2支试管中滴加适量新制氯水，仍然出现白色沉淀，该反应的离子方程式是                     。

（4）装置C中的溶液中出现淡黄色浑浊，该实验证明SO₂具有         性。

（5）装置D的作用是                                                     。

（6）实验后，测定装置D中溶液呈碱性。溶液为什么呈碱性呢？大家有两种不同的假设：①是生成的Na₂SO₃水解；②是氢氧化钠剩余。请设计实验方案证明哪种假设成立。可任选下列试剂进行实验：Na₂SO₃溶液、酚酞溶液、氯水、BaCl₂溶液、稀硫酸

实验步骤	实验操作	预期现象与结论
1	取少量溶液于试管，滴入几滴酚酞	溶液变红
2

（7）另一小组利用装置E进行实验：SO₂性质实验之后,用注射器对实验室内空气进行取样。并向装置E中共注入V mL（已折算为标况下体积）的空气，当溶液刚好褪色时，停止实验。请计算该空气中SO₂的体积分数（用含V的代数式表示）           。

Answer

（16分）

（1）Na2SO3 + H2SO4（浓）＝ Na2SO4 + SO2↑+ H2O （2分）

（2）排除装置中氧气对实验的干扰（2分）

（3）BaSO3（2分）, Ba2++SO2+Cl2+2H2O= BaSO4↓+4H++2Cl-（2分）

（4）氧化（1分）

（5）吸收SO2尾气，防止污染空气（1分）

（6）

实验步骤

实验操作

预期现象与结论

2

然后加入足量的BaCl2溶液

（2分）

溶液中产生白色沉淀(1分)，最后若红色褪去，则说明①正确；若红色不能褪去，则说明②正确。(1分)

（7）2.8/v （2分）

【解析】

试题分析：（1）装置A中发生浓硫酸与亚硫酸钠的反应生成二氧化硫和硫酸钠、水，化学方程式是Na2SO3 + H2SO4（浓）＝ Na2SO4 + SO2↑+ H2O；

（2）流程图中的硫化氢具有还原性，易被氧气氧化，产生S单质，所以先通入氮气的目的是排除装置中氧气对实验的干扰；

（3）B中盛放氯化钡溶液，通入二氧化硫后，二氧化硫与水反应生成亚硫酸，而亚硫酸的酸性比盐酸弱，所以不会产生沉淀，通入氨气后，则与亚硫酸反应生成亚硫酸铵，再与钡离子结合生成亚硫酸钡沉淀，化学式是BaSO3；若加入新制氯水，则亚硫酸钡氯气氧化为硫酸，所以硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，离子方程式是Ba2++SO2+Cl2+2H2O= BaSO4↓+4H++2Cl-；

（4）装置C中出现的淡黄色沉淀为单质S，说明二氧化硫与硫化氢发生反应生成S单质，证明二氧化硫具有氧化性；

（5）二氧化硫有毒，不能直接排放，所以用氢氧化钠溶液吸收，则装置D的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气；

（6）根据两种猜想，溶液先碱性的原因不同，若向溶液中加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，同时溶液的红色退去，说明猜想1正确，若无沉淀产生，红色不消失，说明猜想2正确；

（7）二氧化硫与高锰酸钾发生氧化还原反应，二氧化硫被氧化为硫酸根离子，高锰酸根离子被还原为锰离子，则Mn元素得到电子的物质的量是0.05L×0.001mol/L×5=2.5×10-4mol，根据得失电子守恒，设空气中二氧化硫的物质的量是x，则（6-4）x=2.5×10-4mol，x=1.25×10-4mol，标准状况下的条件是1.25×10-4mol×22.4L/mol=2.8×10-3L=2.8mL，所以该空气中SO2的体积分数为2.8/V。

考点：考查实验的分析与评价，实验方案的设计，简单计算