Question

【題目】某化學興趣小組設計如下實驗方案，將濃硫酸與銅片反應制備SO2并進行相關實驗探究，實驗裝置如圖所示：

請回答下列問題：

(1)裝置B的作用是______。

(2)設計裝置C的目的是驗證SO2的______性，裝置C中發生反應的離子方程式是______裝置D中NaOH全部轉化為NaHSO3的標志是______。

(3)向NaHSO3溶液中加入NaClO溶液時，反應有三種可能的情況：

I.HSO3-與ClO-恰好反應

Ⅱ.NaClO不足

Ⅲ.NaClO過量

甲同學分別取上述混合溶液于試管中，通過下列實驗確定該反應屬于哪一種情況，請完成下表：(已知酸性：H2SO3＞H2CO3＞HClO)

序號	實驗操作	現象	結論
①	加幾小塊CaCO3固體	有氣泡產生	I或Ⅱ
②	滴加少量淀粉KI溶液，振蕩	_______	Ⅲ
③	滴加少量溴水，振蕩	_________	Ⅱ
④	滴加少量酸性KMnO4溶液、振蕩	溶液為紫色	____

(4)請設計簡單實驗證明：室溫下HSO3-的電離平衡常數Ka與水解平衡常數Kb，的相對大小：___。

Answer 1

【答案】防倒吸(或安全瓶) 還原 SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br- 溶液由紅色變為無色 溶液變為藍色 溴水褪色 I或Ⅲ成立 常溫下，用pH試紙(或pH計)測定NaHSO3溶液的pH，若pH＜７，則Ka＞Kb，若pH＞７，則Ka＜Kb

【解析】

由圖可知，裝置A中Cu與濃硫酸的反應生成二氧化硫，裝置B作安全瓶，可防止倒吸，裝置C中發生反應SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，裝置D中NaOH溶液吸收尾氣。

(1)裝置B的作用是做安全瓶，起到防倒吸的作用，故答案為：防倒吸(或安全瓶)；

(2)裝置C中發生的反應為SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，反應中S元素的化合價升高被氧化，則裝置C的目的是驗證SO2的還原性；裝置D中NaOH全部轉化為NaHSO3時堿性降低，標志是溶液由紅色變為無色，故答案為：SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-；溶液由紅色變為無色；

(3)②NaClO具有強氧化性，可氧化KI，反應生成的單質碘使淀粉溶液變為藍色；③溴水具有氧化性，可氧化HSO3-，HSO3-使溴水褪色；④HSO3-具有還原性，與高錳酸鉀可發生氧化還原反應，由溶液為紫色可知，不存在HSO3-，則I或Ⅲ成立，故答案為：溶液變為藍色；溴水褪色；I或Ⅲ成立；

(4)電離顯酸性，水解顯堿性，則測定pH即可，則設計實驗為常溫下，用pH試紙(或pH計)測定NaHSO3溶液的pH，若pH＜７，則Ka＞Kb，若pH＞７，則Ka＜Kb，故答案為：常溫下，用pH試紙(或pH計)測定NaHSO3溶液的pH，若pH＜７，則Ka＞Kb，若pH＞７，則Ka＜Kb。