Question

（9分）某小组同学欲研究SO₂的性质。

（1）将相关的含硫物质分为如下表所示3组，第2组中物质X的化学式是__________。

第1组	第2组	第3组
S（单质）	SO2、X、Na2SO3、NaHSO3	SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4

（2）利用下图所示的装置研究SO₂的性质：

（熔点：SO₂  －76.1℃，SO₃  16.8℃；沸点：SO₂  －10℃，SO₃  45℃）

①装置I模拟工业生产中SO₂催化氧化的反应，其化学方程式是________________。

②甲同学按I、II、III、IV的顺序连接装置，装置II的作用是__________；装置III中溶液逐渐褪色，生成Mn²⁺，则该反应的离子方程式是_______________。

③乙同学按I、II、IV的顺序连接装置，若装置IV中有40 mL 2.5 mol•L^－1 NaOH溶液，反应后增重4.8 g，则装置IV中发生总反应的化学方程式是_______________。

Answer

（1）H2SO3；

（2）①2SO2 + O22SO3 ②使SO3凝结成固体与SO2分离；

5SO2 + 2H2O + 2MnO4－=5SO42－+ 2Mn2+ + 4H+

③3SO2 + 4NaOH =Na2SO3 + 2NaHSO3 + H2O

【解析】

试题分析：（1）根据表格提供的物质可知：第二组的物质中S元素的化合价都是+4价，其排列方式为氧化物、酸、盐、酸式盐，所以X是H2SO3。（2）①二氧化硫和氧气在催化剂存在时发生氧化还原反应产生SO3，反应的方程式是：2SO2 + O22SO3；②甲同学按I、II、III、IV的顺序连接装置，I是SO2氧化为SO3，反应产生的三氧化硫的熔点较低，只有16.8℃，所以装置II的作用是是使SO3凝结成固体与SO2分离； SO2有强还原性，能被高锰酸钾氧化生成硫酸根离子，MnO4－被还原为Mn2+，使溶液的紫色褪去，装置III中溶液逐渐褪色，根据电子转移数目相等，结合电荷守恒及原子守恒，可得该反应方程式为：5SO2 + 2H2O + 2MnO4－= 5SO42－ + 2Mn2+ + 4H+；SO2是大气污染物，应该进行尾气处理，由于该气体是酸性氧化物，所以可以用碱液NaOH吸收；③乙同学按I、II、IV的顺序连接装置，则反应后的气体中的SO2与NaOH发生反应。如果全部生成亚硫酸钠，其质量增加是2.6g，如果全部是亚硫酸氢钠，其质量增加是6.4g，实际质量增加4.8g，所以是两种物质的混合物，反应的方程式是：3SO2 + 4NaOH =Na2SO3 + 2NaHSO3 + H2O。

考点：考查SO2的性质、物质的检验方法、方程式的书写及反应现象的判断的知识。