Question

硫及其化合物有廣泛的應用，對SO₂性質的研究是高中化學教學的一項重要內容。
I．對比研究是一種重要的研究方法。若將硫的單質及部分化合物按如下表所示分成3 組，則第2組中物質M的化學式是        。

第1組	第2組	第3組
S (單質)	SO2、H2SO3、M、NaHSO3	SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4

Ⅱ．某校化學學習小組用下圖所示的實驗裝置研究SO₂氣體還原Fe³⁺、Br₂的反應。

（1）下列實驗方案可以用于在實驗室制取所需SO₂的是                        。
A．Na₂SO₃溶液與HNO₃                    B．Na₂SO₃固體濃硫酸
C．固體硫在純氧中燃燒                     D．銅與熱的濃硫酸
（2）裝置C的作用是除去多余的SO₂，防止污染空氣。已知在用氫氧化鈉溶液吸收SO₂的 過程中，往往得到Na₂SO₃和NaHSO₃的混合溶液，常溫下，溶液pH隨n(SO₃^2—)：n(HSO₃^—)變化關系如下表

n(SO32—)：n(HSO3—)	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

 
當吸收液中n(SO₃^2—)：n(HSO₃^—) =10：1時，溶液中離子濃度關系正確的是                     。
A．c(Na⁺)+ c(H⁺)= 2c(SO₃^2—)+ c(HSO₃^—)+ c(OH^—)
B．c(Na⁺)＞c(HSO₃^—)＞c(SO₃^2—)＞c(OH^—)＞c(H⁺)
C．c(Na⁺)＞c(SO₃^2—)＞c(HSO₃^—)＞c(OH^—)＞c(H⁺)
（3）在上述裝置中通入過量的SO₂，為了驗證A中SO₂與Fe³⁺發生了氧化還原反應，他們取A中反應后的溶液分成三份，并設計了如下探究實驗，請你評價并參與他們的探究過程（限選試劑：KMnO₄溶液、KSCN溶液、BaCl₂溶液、稀硫酸、稀鹽酸、稀硝 酸、Ba(NO₃)₂溶液、新制的氯水）

序號	實驗方案	實驗現象	結論
方案①	往第一份試液中加入KMnO4溶液溶液	紫紅色褪去	SO2與Fe3+反應生成了Fe2+
方案②	往第二份試液中加入		SO2與Fe3+反應生成了Fe2+
方案③	往第二份試液中加入		SO2與Fe3+反應生成了SO42—

 
上述方案①得出的結論是否合理                    ，原因                                。
如果他們設計的方案②與方案③均合理并且得到相應結論，請你將上面表格補充完整。
（4）裝置B中能表明Br^—的還原性弱于SO₂的現象是                           。

Answer 1

I，Na₂SO₃ Ⅱ，（1）B、D （2）A、C （3）否 SO₂、Fe²⁺都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色； 方案②：往第二份試液中加入KSCN溶液，觀察現象，再加入新制的氯水，先不變紅，后變紅。方案③：往第二份試液中加入稀鹽酸酸化，再加入氯化鋇溶液產生白色沉淀。（4）B中橙色或黃色褪去

解析試題分析：I．四者對應的關系為：氧化物，氧化物對應的水化物，正鹽，酸式鹽，故答案為Na₂SO₃。
Ⅱ．（1）A、硝酸具有強氧化性，把亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉，得不到二氧化硫，故A錯；B、濃硫酸雖
具有強氧化性，但不能氧化亞硫酸鈉，故B正確；C、固體硫在純氧中燃燒，操作不容易控制，故C
錯；D、Cu+2H₂SO₄（ 濃 ） CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，故D正確。
（2）吸收液中n(SO₃^2-)：n(HSO₃^-)=10：1 時，依據圖表數據分析判斷，溶液呈堿性，亞硫酸鈉物
質的量大于亞硫酸氫鈉A、依據溶液中電荷守恒，c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）；
故A正確；B、溶液中亞硫酸鈉多溶液呈堿性，亞硫酸根離子大于亞硫酸氫根離子，鈉離子濃度最大，
離子濃度大小為：c(Na⁺)＞c(SO₃^2-)＞c(HSO₃^-)＞c(OH^-)＞c(H⁺)；故B錯誤；C、溶液中亞硫酸鈉多溶液呈堿性，亞硫酸根離子大于亞硫酸氫根離子，鈉離子濃度最大，離子濃度大小為：c(Na⁺)＞c(SO₃^2-)＞c(HSO₃^-)＞c(OH^-)＞c(H⁺)，故C正確。
（3）不合理，因為 SO₂、Fe²⁺都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色； 方案②：往第二份試液中加入KSCN溶液，觀察現象，再加入新制的氯水，先不變紅，后變紅。方案③：往第二份試液中加入稀鹽酸酸化，再加入氯化鋇溶液產生白色沉淀。（4）溴被還原，故B中橙色（或黃色）褪去。
考點：性質實驗方案的設計；離子濃度大小的比較；氧化還原反應。