Question

物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。如图是硫元素的价类二维图，回答下列问题：

(1)图中已标明的物质中(不含X、Y)，属于电解质的有______________种。

(2)X的化学式为________；标准状况下，______mol Y与3.36L SO₂具有相同数目的氧原子。

(3)某同学欲选用如图的部分装置和药品探究SO₂的性质。

A. B. 溴水C.氢氧化钠溶液 D. 石蕊溶液E. H₂S溶液

①为验证SO₂具有氧化性和还原性，装置连接顺序为__________(用字母表示)。体现SO₂具有还原性的反应方程式为______________。

②下列反应中，不属于SO₂类别通性的是___________。

A.SO₂ + H₂O⇌H₂SO₃

B.2SO₂ + O₂2SO₃

C.SO₂ + 2NaOH = Na₂SO₃ + H₂O

D.SO₂ + CaO = CaSO₃

(4)该同学设计如图装置进一步探究锌与浓硫酸反应除生成SO₂外，是否还有氢气生成。(X为锌与浓硫酸共热时产生的气体)

①B中加入的试剂是___________；E的作用是_______。

②可以证明气体X中含有氢气的实验现象是______。

Answer

4 H2SO3 0.1 AEBC SO2 + 2H2O + Br2 = H2SO4 + 2HBr B 浓硫酸 防止空气中水蒸气进入装置D中 C中黑色固体变成红色，D中白色粉末变成蓝色

【解析】

(1)在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为电解质；

(2)根据元素的化合价及物质的分类可知，X的化学式为H2SO3；Y为SO3，据此分析；

(3)①为验证SO2具有氧化性和还原性，利用装置A制取SO2，再分别将SO2通入H2S溶液中和溴水中；

②根据酸性氧化物的通性分析；

(4)为探究锌与浓硫酸反应除生成SO2外，是否还有氢气生成，将气体X通入A中检验二氧化硫，故A中装品红溶液，再通过足量的高锰酸钾溶液除尽二氧化硫，再通过装置B中装有浓硫酸干燥气体，保证不含水蒸气，再通过灼热的氧化铜反应，最后气体进入D中，若无水硫酸铜变蓝，则证明C中产生水，说明气体X中含有氢气，为防止空气中水蒸气进入装置D中，在D装置后装上放有碱石灰的干燥管。

(1)图中已标明的物质中(不含X、Y)，H2S的水溶液氢硫酸，是二元弱酸，H2S是弱电解质；SO2溶于水，与水反应产生H2SO3，而具有酸性可以导电，但SO2本身不能电离产生离子，属于非电解质；Na2SO3 是盐，属于电解质；H2SO4是二元强酸，属于电解质；BaSO4为熔融状态下能导电的化合物，属于电解质；故属于电解质的有4种；

(2)根据元素的化合价及物质的分类可知，X的化学式为H2SO3；Y为SO3，标准状况下，3.36L SO2的物质的量为，与3.36L SO2具有相同数目的氧原子的SO3的物质的量为0.1mol ；

(3)①为验证SO2具有氧化性和还原性，利用装置A制取SO2，再将SO2通入H2S溶液中反应生成硫单质，再通入溴水中反应生成硫酸和氢溴酸，最后利用氢氧化钠溶液尾气处理多余的SO2，以防止污染空气，故装置连接顺序为AEBC；SO2通入溴水中反应生成硫酸和氢溴酸，体现SO2具有还原性，反应的方程式为SO2 + 2H2O + Br2 = H2SO4 + 2HBr；

②A. SO2能与水反应：SO2 + H2O⇌H2SO3，说明SO2是酸性氧化物，选项A不符合；

B.2SO2 + O22SO3是SO2的催化氧化，不符合酸性氧化物的通性，选项B符合；

C. SO2能与碱反应：SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O，说明SO2是酸性氧化物，选项C不符合；

D. SO2能与碱性氧化物反应：SO2 + CaO = CaSO3，说明SO2是酸性氧化物，选项D不符合；

答案选B；

(4)为探究锌与浓硫酸反应除生成SO2外，是否还有氢气生成，将气体X通入A中检验二氧化硫，故A中装品红溶液，再通过足量的高锰酸钾溶液除尽二氧化硫，再通过装置B中装有浓硫酸干燥气体，保证不含水蒸气，再通过灼热的氧化铜反应，最后气体进入D中，若无水硫酸铜变蓝，则证明C中产生水，说明气体X中含有氢气，为防止空气中水蒸气进入装置D中，在D装置后装上放有碱石灰的干燥管；

根据分析可知，①B中加入的试剂是浓硫酸；E的作用是防止空气中水蒸气进入装置D中；

②可以证明气体X中含有氢气的实验现象是C中黑色固体变成红色，D中白色粉末变成蓝色。