Question

（2011?翠屏區模擬）理論上，SO₂能發生類似CO₂與澄清石灰水作用的反應，但在通常實驗中，將SO₂通入澄清石灰水卻沒有看到類似CO₂那樣先渾濁后澄清的現象．針對這一問題，研究性學習小組開展了探究性實驗．

I．用圖A所示的裝置來分別做CO₂、SO₂與澄清石灰水的反應實驗，結果通入CO₂可看到先渾濁后澄清的現象，但通入SO₂沒看到渾濁現象．
Ⅱ．用圖B的裝置，將氣體收集在注射器里，緩慢地將氣體一個氣泡一個氣泡地通入澄清石灰水中，無論CO₂還是SO₂都能看到“先變渾再澄清”的現象．當以相同速率分別通入CO₂或SO₂，通入SO₂產生現象明顯比通入CO₂產生現象快．
回答下列問題：
（1）通過上述I、Ⅱ實驗，可以確定，將足量SO₂緩慢通入澄清石灰水，依次發生的反應有：（用離子方程式表示）

SO₂+Ca²⁺+2OH^-═CaSO₃↓+H₂O

；

CaSO₃+H₂O+SO₂=Ca²⁺+2HSO₃^-

．
（2）實驗I中，通入SO₂不能出現渾濁的原因可能是：

澄清的石灰水比較少，通入二氧化硫較快較多，兩者反應時直接生成了易溶于水的酸式鹽，而看不到沉淀

．
（3）實驗Ⅱ中，同速率分別通入CO₂或SO₂，SO₂產生現象比CO₂快的相關因素有

①③⑤⑥

．
①SO₂在水中溶解度比CO₂大．
②相同狀態下，SO₂的密度比CO₂的密度大．
③亞硫酸酸性比碳酸強，在同溫度、同體積的溶液中，l mol亞硫酸電離產生的H⁺離子濃度大于l mol碳酸電離產生的H⁺離子濃度．
④SO₂有毒和刺激性氣味，CO₂無毒和無刺激性氣味．
⑤相同條件下，1mol SO₂與足量石灰水反應生成CaSO₃的速率大于1mol CO₂與足量石灰水反應生成CaCO₃的速率．
⑥相同條件下，1molCaSO₃被1mol SO₂（形成的H⁺離子）溶解形成可溶性Ca（HSO₃）₂的速率大于1molCaCO₃被1molCO₂（形成的H⁺離子）溶解形成可溶性Ca（HCO₃）₂的速率．

Answer 1

分析：（1）模擬二氧化碳與澄清石灰水、水反應的化學方程式，利用二氧化碳、二氧化硫化學性質相似的信息，寫出二氧化硫與氫氧化鈣、水反應的化學方程式，據方程式再書寫離子反應方程式；
（2）根據反應操作的可能情況和亞硫酸氫鈣的溶解性解答；
（3）①氣體溶解度大，在溶液中的氣體多，參加反應的物質多；
②相同狀態下，密度大小與參加反應的物質多少無關；
③亞硫酸酸性比碳酸強，在同溫度、同體積的溶液中，電離產生的H⁺離子濃度大；
④毒性和氣體氣味與反應快慢無關；
⑤相同條件下，同物質的量的SO₂與CO₂與足量石灰水反應能比較反應的速率；
⑥相同條件下，同物質的量的SO₂與CO₂與各自的沉淀溶解速率，能比較SO₂產生現象比CO₂快．

解答：解：（1）二氧化碳與氫氧化鈣溶液反應生成碳酸鈣和水、碳酸鈣與水與二氧化碳反應生成碳酸氫鈣，而SO₂和CO₂均屬于非金屬氧化物，某些性質相似，因此二氧化硫通入澄清石灰水生成亞硫酸鈣沉淀和水，反應的化學方程式為SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O，繼續通沉淀溶解反應方程式為：CaSO₃+H₂O+SO₂=Ca（HSO₃）₂，所以離子反應方程式為SO₂+Ca²⁺+2OH^-═CaSO₃↓+H₂O；CaSO₃+H₂O+SO₂=Ca²⁺+2HSO₃^-，
故答案為：SO₂+Ca²⁺+2OH^-═CaSO₃↓+H₂O；CaSO₃+H₂O+SO₂=Ca²⁺+2HSO₃^-；
（2）二氧化硫與澄清的石灰水反應，如果二氧化硫過量，會發生CaSO₃+H₂O+SO₂=Ca（HSO₃）₂，亞硫酸氫鈣易溶于水，所以，當實驗操作通入二氧化硫較快較多，澄清的石灰水相對比較少，兩者反應時直接生成了易溶于水的酸式鹽，而看不到沉淀，
故答案為：澄清的石灰水比較少，通入二氧化硫較快較多，兩者反應時直接生成了易溶于水的酸式鹽，而看不到沉淀；
（3）①1體積水中溶解二氧化硫為40體積，1體積水中溶解二氧化碳為2體積，所以，SO₂在水中溶解度比CO₂大，在溶液中，參加反應的二氧化硫比二氧化碳多，故①正確；
②密度大小與在溶液中的氣體的物質的量的多少無關，所以相同狀態下，SO₂的密度比CO₂的密度大與反應現象無關，故②錯誤；
③二氧化硫與水反應生成亞硫酸，二氧化碳與水反應生成碳酸，亞硫酸酸性比碳酸強，在同溫度、同體積的溶液中，l mol亞硫酸電離產生的H⁺離子濃度大于l mol碳酸電離產生的H⁺離子濃度，與堿反應，前者電離出的氫離子多，反應快，故③正確；
④二氧化硫氣體與二氧化碳的氣體與堿反應，本質為酸性氣體和堿反應，其氣味和毒性與堿反應快慢無關，故④錯誤；
⑤相同條件下，相同的物質的量與堿反應，反應快，能說明SO₂產生現象比CO₂快，所以，1mol SO₂與足量石灰水反應生成CaSO₃的速率大于1mol CO₂與足量石灰水反應生成CaCO₃的速率正確，故⑤正確；
⑥相同條件下，相同的物質的量的氣體與沉淀，溶解得快，說明SO₂產生現象比CO₂快，所以，1molCaSO₃被1mol SO₂（形成的H⁺離子）溶解形成可溶性Ca（HSO₃）₂的速率大于1molCaCO₃被1molCO₂（形成的H⁺離子）溶解形成可溶性Ca（HCO₃）₂的速率，正確，故⑥正確；
故答案為：①③⑤⑥．

點評：本題主要考查了二氧化硫的性質，解答須掌握二氧化硫與氫氧化鈣的反應的原理，題目難度中等．