Question

【题目】二氧化硫常温下为无色有刺激性气味的有毒气体，易液化，易溶于水。某同学设计如下实验方案，对二氧化硫的化学性质进行探究，装置如下图所示。请回答下列问题：

（1）反应结束时烧瓶中Cu由剩余，某同学认为H2SO4也有剩余，他设计了下列实验方案来测定剩余H2SO4的量。经冷却，定量稀释后进行下列实验，能达到的目的是 (填序号)

a．用酸碱中和滴定法测定

b．与足量Zn反应，测量生成H2的体积

c．用pH计测溶液PH值

d．与足量BaCl2溶液反应，称量生成沉淀的质量

（2）装置B的作用是 ，设计装置C的目的是验证SO2的 性，装置C中发生反应的离子方程式 ，装置D中NaOH全部转化为NaHSO3的标志是____________

（3）向NaHSO3溶液中加入NaClO溶液时，反应有三种可能情况：

I．HSO3-与ClO-刚好反应完； Ⅱ．NaClO不足； Ⅲ．NaClO过量

甲同学分别取上述混合溶液于试管中，通过下列实验确定该反应属于哪一种情况，请你完成下表：(已知酸性：H2SO3>H2CO3>HClO)

实验序号	实验操作	现象	反应的可能情况
①	加入几小块CaCO3固体	有气泡产生
②	滴加少量淀粉KI溶液，振荡		Ⅲ
③	滴加少量溴水，振荡		Ⅱ
④	滴入加少量酸性KMnO4溶液，振荡	溶液为紫色

（4）设计简单实验证明：室温下HSO3-的电离平衡常数Ka与水解平衡常数Kb的相对大小 。

Answer 1

【答案】

（1）bc

（2）防倒吸(或安全瓶)；还原；SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-;溶液由红色变为无色；

（3）

实验序号	实验操作	现象	反应的可能情况
①			Ⅰ或Ⅱ
②		溶液变为蓝色
③		溴水褪色
④			Ⅰ或Ⅲ

（4）常温下，用pH试纸(或pH计)测定NaHSO3溶液的pH，若pH<7,则Ka>Kb,若pH>7,则Ka<Kb

【解析】

试题分析：由图可知，A中发生Cu与浓硫酸的反应生成二氧化硫，B作安全瓶，可防止倒吸，C中发生SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，D中NaOH溶液吸收尾气。

（1）某同学认为H2SO4也有剩余，则可以检验H+或测定稀硫酸的pH确定稀硫酸的存在；故答案为：b c；

（2）装置B的作用是防倒吸(或安全瓶)，C中发生的反应中S元素的化合价升高，则设计装置C的目的是验证SO2的还原性，装置C中发生反应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-。装置D中NaOH全部转化为NaHSO3时碱性降低，装置D中NaOH全部转化为NaHSO3的标志是溶液由红色变为无色，故答案为：防倒吸(或安全瓶)；还原；SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-；溶液由红色变为无色；

（3）①加入几小块CaCO3固体，生成CO2气体，溶液显酸性，可能是Ⅰ或Ⅱ；②如果你漂白粉过量，发生反应NaHSO3+Ca(ClO)2═CaSO4↓+NaCl+HClO，次氯酸氧化碘离子为碘单质，碘遇淀粉变蓝，溶液变为蓝色；③如果你漂白粉不足，溴水被NaHSO3溶液还原，溴水褪色；④如果HSO3-与ClO-刚好反应完，方程式为2NaHSO3+Ca(ClO)2+CaCl2═2CaSO4↓+2NaCl+2HCl滴入加少量酸性KMnO4溶液，溶液显紫色，说明没有还原性物质，反应可能是Ⅰ或Ⅲ；故答案为：①Ⅰ或Ⅱ；②溶液变为蓝色；③溶液褪色；④Ⅰ或Ⅲ；

（4）电离显酸性，水解显碱性，则测定pH即可，则设计实验为常温下，用pH试纸(或pH计)测定NaHSO3溶液的pH，若pH＜7，则Ka＞Kb，若pH＞7，则Ka＜Kb，故答案为：常温下，用pH试纸(或pH计)测定NaHSO3溶液的pH，若pH＜7，则Ka＞Kb，若pH＞7，则Ka＜Kb。