Question

葡萄酒中的酒精是葡萄果实中的糖发酵后的产物(C₆H₁₂O₆2CH₃CH₂OH+2CO₂↑）。

Ⅰ.已知：实验室制乙烯原理为CH₃CH₂OHCH₂=CH₂↑＋H₂O，产生的气体能使Br₂的四氯化碳溶液褪色，甲、乙同学用下列实验验证。（气密性已检验，部分夹持装置略）。实验操作和现象：

操作	现象
点燃酒精灯，加热至170℃	Ⅰ：A中烧瓶内液体渐渐变黑 Ⅱ：B内气泡连续冒出，溶液逐渐褪色
……
实验完毕，清洗烧瓶	Ⅲ：A中烧瓶内附着少量黑色颗粒状物，有刺激性气味逸出

（1）溶液“渐渐变黑”，说明浓硫酸具有___性。

（2）对产生的气体进行分析，甲认为是C₂H₄，乙认为不能排除SO₂的作用。

①写出实验室制取SO₂的化学反应方程式是___；

②乙根据现象认为实验中产生的SO₂和___，使B中有色物质反应褪色。

③为证实各自观点，甲、乙重新实验，设计与现象如下：

甲：在A、B间增加一个装有某种试剂的洗气瓶；现象：Br₂的CCl₄溶液褪色。

乙：用下列装置按一定顺序与A连接：（尾气处理装置略）

现象：C中溶液由红棕色变为浅红棕色时，E中溶液褪色。

请回答下列问题：

a.甲设计实验中A、B间洗气瓶中盛放的试剂是___；乙设计的实验D中盛放的试剂是___，装置连接顺序为___ (用仪器接口字母编号)。

b.能说明确实是SO₂使E中溶液褪色的实验是___。

c.乙为进一步验证其观点，取少量C中溶液，加入几滴BaCl₂溶液，振荡，产生大量白色沉淀，浅红棕色消失，发生反应的离子方程式是___。由此可得出的干燥的SO₂不能使Br₂的四氯化碳溶液褪色。

Ⅱ.葡萄酒中常用Na₂S₂O₅做抗氧化剂。

（3）0.5molNa₂S₂O₅溶于水配成1L溶液，该溶液的pH=4.5。溶液中部分微粒浓度随溶液酸碱性变化如图所示。写出Na₂S₂O₅溶于水时溶液中离子浓度由大到小的排列顺序___。

（4）已知：K_sp［BaSO₄］=1×10^-10，K_sp［BaSO₃］=5×10^-7。把部分被空气氧化的该溶液的pH调为10，向溶液中滴加BaCl₂溶液使SO₄^2-沉淀完全［c(SO₄^2-)≤1×10^-5mol·L^-1］，此时溶液中c(SO₃^2-)≤___mol·L^-1。

Answer

脱水性 Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO3+SO2↑+H2O或Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O H2O NaOH溶液 浓硫酸 dcabef 加热已经褪色的品红溶液，若红色恢复，证明是SO2使品红溶液褪色而不是Br2 .Br2+SO2+2H2O==4H++2Br-+SO42-、SO42-+Ba2+==BaSO4↓或Br2+SO2+2H2O+Ba2+=4H++2Br-+BaSO4↓ c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-) 0.05

【解析】

(1)浓硫酸具有脱水性、吸水性和强氧化性，能使乙醇碳化；

(2)①实验室用Cu与浓硫酸加热制取SO2；

②溴单质可以和二氧化硫发生氧化还原反应；

③a、氢氧化钠可以和二氧化硫发生反应；浓硫酸具有吸水性，可以做干燥剂；根据乙的设计，即要证明干燥的二氧化硫不能使溴的四氯化碳褪色，但能使品红褪色，据此确定装置连接顺序；

b、二氧化硫使品红褪色，受热时又恢复红色，根据这一性质判断是否为二氧化硫使品红褪色；

c、溴单质可以和二氧化硫发生氧化还原反应，硫酸根离子和钡离子反应会生成白色沉淀；

(3)根据图可以知道，pH=4.5时，溶液中主要以亚硫酸氢根离子形式存在，再结合图得到溶液中离子大小关系；

(4)根据Ksp[BaSO4]=c(Ba2+)· c(SO42-)，可计算出需要放热c(Ba2+)，进而计算最大浓度c(SO32-)；据此分析解答问题。

(1)浓硫酸具有脱水性、吸水性和强氧化性，能使乙醇碳化“渐渐变黑”，故答案为：脱水性；

(2)①实验室用Cu与浓硫酸加热或者Na2SO3与浓硫酸发生氧化还原制取SO2，反应方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO3+SO2↑+H2O或Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，故答案为：Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO3+SO2↑+H2O或Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；

②乙根据现象Ⅲ认为生成了SO2和水，溴单质可以和二氧化硫、水发生氧化还原反应生成硫酸和溴化氢，故答案为：H2O；

③a、根据甲的设计，洗气瓶中盛放的试剂是氢氧化钠，可以和二氧化硫反应，吸收二氧化硫，排除二氧化硫的干扰，根据乙的设计，C中盛放的试剂是浓硫酸，具有吸水性，可以做干燥剂，根据乙的设计，即要证明干燥的二氧化硫不能使溴的四氯化碳褪色，但能使品红褪色，所以装置连接顺序为dcabef，故答案为：NaOH溶液；浓硫酸；dcabef；

b、证明SO2使E中溶液褪色的实验是加热已经褪色的品红溶液，若红色恢复,证明是SO2使品红溶液褪色而不是Br2，故答案为：加热已经褪色的品红溶液，若红色恢复，证明是SO2使品红溶液褪色而不是Br2；

c、溴单质可以和二氧化硫发生氧化还原反应，生成硫酸根离子和溴离子，硫酸根离子和钡离子反应会生成白色沉淀，相关反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O==4H++2Br-+SO42-、SO42-+Ba2+==BaSO4↓或Br2+SO2+2H2O+Ba2+=4H++2Br-+BaSO4↓，故答案为：Br2+SO2+2H2O==4H++2Br-+SO42-、SO42-+Ba2+==BaSO4↓或Br2+SO2+2H2O+Ba2+=4H++2Br-+BaSO4↓；

(3)根据图可以知道，pH=4.5时，溶液中主要以亚硫酸氢根离子形式存在，则溶液中离子大小关系：c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)，故答案为：c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)；

(4) 根据Ksp[BaSO4]=c(Ba2+)· c(SO42-)，可知需要，则溶液中SO32-的最大浓度，故答案为0.05。