Question

【題目】SO2的防治與利用對于環境保護意義重大。某小組在實驗室中對SO2的性質及回收利用等相關問題進行探究。

（1）用下圖裝置制備純凈的SO2，發生裝置中反應的化學方程式為________，裝置的連接順序為：a→________（按氣流方向，用小寫字母表示）

（2）用如圖裝置探究SO2的性質。限選試劑：NaOH溶液、稀H2SO4、H2O2溶液、FeCl3溶液、 淀粉-KI溶液、新制H2S溶液。

操作步驟	實驗現象	解釋原因
用注射器將新制H2S溶液注入充滿SO2的燒瓶	產生乳白色渾濁	+4價S有_______性
用注射器將_______溶液注入充滿SO2的燒瓶	_______	+4價S有還原性，反應的離子方程式為_______

（3）工業上回收利用SO2的一種途徑是：

該小組在實驗室探究步驟Ⅱ時，一定條件下向100mL c0mol·L－1的(NH4)2SO3溶液通入空氣后，欲測定溶液中(NH4)2SO3的氧化率(α)。

①為該小組設計實驗方案（不必描述操作過程的細節，物理量的數值用字母表示）：______________________________________________________________________________

②α =________×100%（用實驗方案中的物理量表示）。

Answer 1

【答案】 H2SO4+2NaHSO3 2SO2↑+2H2O+Na2SO4或H2SO4+NaHSO3 SO2↑+H2O+NaHSO4 b→c→g→f→d 氧化 FeCl3 溶液由棕黃色變成淺綠色 SO2+2Fe3++2H2O SO42—+2Fe2++4H+ 方案1：取20.00mL反應后的溶液于錐形瓶中，用濃度為c mol·L－1的KMnO4標準溶液滴定，重復滴定三次，平均消耗KMnO4溶液的體積是VmL或方案2：向反應后的溶液中加入過量鹽酸，再加入足量BaCl2溶液，將沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量，質量為mg 或

【解析】⑴. 硫酸的酸性大于亞硫酸，亞硫酸氫鈉與濃硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化硫和水或硫酸氫鈉、二氧化硫和水，反應方程式為：H2SO4+2NaHSO3 = 2SO2↑+2H2O+Na2SO4或H2SO4+NaHSO3 = SO2↑+H2O+NaHSO4，二氧化硫為酸性氣體，制取的二氧化硫中含有水蒸氣，可用濃硫酸進行干燥，所以a→b，二氧化硫密度大于空氣，收集時應采用向上排空氣法收集，需長管進、短管出，所以c→g，二氧化硫是有毒的氣體，需進行尾氣處理，可用堿石灰吸收，所以f→d，故答案為：H2SO4+2NaHSO3 = 2SO2↑+2H2O+Na2SO4或H2SO4+NaHSO3 = SO2↑+H2O+NaHSO4；b→c→g→f→d；

⑵. 硫化氫和二氧化硫發生價態歸中反應生成單質硫，產生乳白色渾濁，二氧化硫中的硫元素化合價從+4價降低為0價，說明二氧化硫中+4價的硫具有氧化性；要證明+4價的硫具有還原性，需在提供的試劑中選擇氧化劑，因H2O2在反應前后無明顯現象，應選擇氯化鐵，Fe3+具有氧化性，與二氧化硫發生氧化還原反應：SO2+2Fe3++2H2O = SO42—+2Fe2++4H+，含Fe3+的溶液呈棕黃色，含Fe2+的溶液呈淺綠色，可觀察到溶液由棕黃色變為淺綠色，故答案為：氧化；FeCl3；溶液由棕黃色變成淺綠色；SO2+2Fe3++2H2O =SO42—+2Fe2++4H+；

⑶. ①. 在一定條件下向100mL c0mol·L－1的(NH4)2SO3溶液通入空氣后，可通過測定溶液中的亞硫酸根離子或硫酸根離子的物質的量來測定溶液中(NH4)2SO3的氧化率，所以可設計兩個方案，分別為：方案1：測定溶液中亞硫酸根離子的量，取20.00mL反應后的溶液于錐形瓶中，用濃度為c mol·L－1的KMnO4標準溶液滴定，重復滴定三次，平均消耗KMnO4溶液的體積是VmL；方案2：測定溶液中硫酸根離子的量，向反應后的溶液中加入過量鹽酸，再加入足量BaCl2溶液，將沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量，質量為mg，故答案為：方案1：取20.00mL反應后的溶液于錐形瓶中，用濃度為c mol·L－1的KMnO4標準溶液滴定，重復滴定三次，平均消耗KMnO4溶液的體積是VmL或方案2：向反應后的溶液中加入過量鹽酸，再加入足量BaCl2溶液，將沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量，質量為mg；

②. 若采用方案1測定溶液中亞硫酸根離子的物質的量，SO32－被高錳酸鉀氧化生成SO42－，反應的離子方程式為：5SO32－＋2MnO4－＋6H＋=5SO42－＋2Mn2＋＋3H2O，重復滴定三次，平均消耗高錳酸鉀的體積為VmL，溶液中亞硫酸根離子的物質的量為：(cV×10－3)mol，則氧化率(α)=×100%=×100%，若采用方案2，向反應后的溶液中加入過量的鹽酸，先將剩余的亞硫酸根離子除去，再加入足量的氯化鋇溶液，生成硫酸鋇沉淀，將沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量，質量為mg，則氧化率(α)=×100%=×100%，故答案為：或。