Question

【題目】直接排放含SO2的煙氣會形成酸雨，危害環境。某化學興趣小組進行如下有關SO2性質和含量測定的探究活動。

（1）裝置A中儀器a的名稱為__________。若利用裝置A中產生的氣體證明+4價的硫元素具有氧化性，試用化學方程式表示該實驗方案的反應原理________________。

（2）選用圖4中的裝置和藥品探究亞硫酸與次氯酸的酸性強弱：

①甲同學認為按A→C→F→尾氣處理順序連接裝置可以證明亞硫酸和次氯酸的酸性強弱，乙同學認為該方案不合理，其理由是_________________。

②丙同學設計的合理實驗方案為：按照A→C→_________→F→尾氣處理(填字母) 順序連接裝置。證明亞硫酸的酸性強于次氯酸的酸性的實驗現象是_____________________。

③其中裝置C的作用是__________。常溫下，測得裝置C中飽和NaHSO3溶液的pH≈5，則該溶液中所有離子的濃度由大到小的順序為__________________。(已知0.1mol/L的H2SO3溶液pH >1)

（3）為了測定裝置A殘液中SO2的含量，量取10.00 mL殘液于圓底燒瓶中，加熱使SO2 全部蒸出，用20.00 mL0.0500 mol/L的KMnO4溶液吸收。充分反應后，再用0.2000mol/L的KI標準溶液滴定過量的KMnO4 ，消耗KI溶液15.00 mL。

已知：5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+

10I-+2MnO4-+16H+=2Mn2++5I2+8H2O

①殘液中SO2的含量為_______g·L-1。

②若滴定過程中不慎將KI標準溶液滴出錐形瓶外少許，使測定結果_______（填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

Answer 1

【答案】 分液漏斗 SO2+2H2S=3S↓+2H2O (沉淀符號可標也可不標）

或 SO2+2Na2S+2H2O=3S↓+4NaOH (或其它合理答案） 二氧化硫通入次氯酸鈣溶液發生了氧化還原反應，不能證明強酸制備弱酸的原理 B→E→D 裝置D中品紅溶液不褪色，F中出現白色沉淀 除去HC1氣體以免影響后面的實驗 c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-) 6.4 偏低

【解析】 (1). 裝置A中儀器a的名稱為分液漏斗。若利用裝置A中產生的氣體SO2證明+4價的硫元素具有氧化性，可以將其通入盛有硫化氫氣體的集氣瓶中或盛有氫硫酸的試劑瓶中，分別生成淡黃色固體即可證明，化學方程式表示該實驗方案的反應原理為SO2+2H2S=3S↓+2H2O。

(2). 選用圖4中的裝置和藥品探究亞硫酸與次氯酸的酸性強弱：

①若按A→C→F→尾氣處理順序連接裝置不能證明亞硫酸和次氯酸的酸性強弱，理由是二氧化硫通入次氯酸鈣溶液發生了氧化還原反應，二氧化硫被氧化為硫酸根進一步與鈣離子結合成微溶物硫酸鈣沉淀而不是發生復分解反應生成亞硫酸鈣沉淀和次氯酸，所以不能證明強酸制備弱酸的原理。

②欲證明亞硫酸的酸性強于次氯酸的酸性，根據給定裝置的特點，可以先用二氧化硫通入飽和亞硫酸氫鈉溶液中除去其中的氯化氫雜質，然后通入碳酸氫鈉溶液反應生成二氧化碳氣體，再用酸性高錳酸鉀溶液除去二氧化碳氣體中剩余的二氧化硫，經品紅溶液檢驗二氧化硫已除盡，最后通入漂白粉溶液，若出現白色沉淀，證明碳酸的酸性比次氯酸強，從而間接地證明亞硫酸的酸性比次氯酸強。所以丙同學設計的合理實驗方案為：按照A→C→B→E→D→F→尾氣處理順序連接裝置。證明亞硫酸的酸性強于次氯酸的酸性的實驗現象是裝置D中品紅溶液不褪色，F中出現白色沉淀。

③NaHSO3是一種弱酸的酸式鹽，溶于水后電離出的亞硫酸氫根能發生電離：

HSO3- H++SO32-，還能發生水解：HSO3- +H2O H2SO3+OH-。HSO3-無論是電離還是水解其程度都是很小的。常溫下，測得裝置C中飽和NaHSO3溶液的pH≈5，說明亞硫酸氫根的電離程度大于其水解程度，由于水也能電離出H+，則該溶液中所有離子的濃度由大到小的順序為c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)。

(3). 20.00 mL0.0500 mol/L的KMnO4溶液中

n(KMnO4)=20.0010-3L0.0500mol/L=1.00010-3mol

由10I- ～ 2 MnO4- 可求出與KI標準溶液反應的KMnO4的物質的量為：

n1(KMnO4)= n(I-)= 15.0010-3L0.2000mol/L=6.00010-4mol

所以與SO2反應的KMnO4的物質的量為：n2(KMnO4)=n- n1=4.00010-4mol

由5SO2～2MnO4-可求出10.00mL殘液中：n(SO2)=n2(KMnO4)=1.00010-3mol

m(SO2)= 1.00010-3mol64g/mol=6.40010-2g

所以①殘液中SO2的含量為 =6.400g·L-1。

②若滴定過程中不慎將KI標準溶液滴出錐形瓶外少許，相當于剩余的高錳酸鉀偏多，與二氧化硫反應的高錳酸鉀偏少，使測定結果偏低。