Question

13．我国国家标准（ GB2760 ）明确规定：葡萄酒中SO₂最大使用量为0.25g•L^-1．某校化学探究性活动小组的同学用图1装置（夹持装置略去）收集某葡萄酒中SO₂，并对其含量进行测定．

（1）仪器A的名称是水冷凝管，水通入A的进口为b（选填“a”或“b”）．
（2）B中加入300.00mL葡萄酒和适量盐酸，加热使SO₂全部逸出并与C中H₂O₂完全反应，其化学方程式为SO₂+H₂O₂=H₂SO₄．
（3）除去C中过量的H₂O₂，然后用0.090 0mol•L^-1NaOH标准溶液进行滴定，滴定前排气泡时，应选择图2中的③；若滴定终点时溶液的pH=8.8，则应该选择的适宜指示剂为酚酞；若用50mL滴定管进行实验，当滴定管中的液面在刻度“10.00”处，则管内液体的体积（填序号）④（选填①=10mL，②=40mL，③＜10mL，④＞40mL）．
（4）滴定至终点时，消耗NaOH溶液25.00mL，该葡萄酒中SO₂含量为0.24g•L^-1．
（5）该测定结果比实际值偏高，分析原因并利用现有装置提出改进措施盐酸的挥发；用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸，或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验
（6）常温下，用一定量的NaOH溶液吸收逸出的SO₂气体，若吸收后的吸收液恰好呈中性，下列关于该吸收液的说法正确的是AD．
A．c（Na⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）
B．c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）=c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-）
C.2c（Na⁺）=3c（H₂SO₃）+3c（HSO₃^-）+3c（SO₃^2-）
D．c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）+c（SO₃^2-）+c（H₂SO₃）

Answer 1

分析 （1）根据仪器A的形状和用途分析为冷凝管，仪器A特点和用途分析，为了充分冷却气体，应该逆流；
（2）二氧化硫具有还原性，能够与实验室反应生成硫酸，据此写出反应的离子方程式；
（3）氢氧化钠溶液为碱性溶液，应该使用碱式滴定管，碱式滴定管中排气泡的方法：把滴定管的胶头部分稍微向上弯曲，再排气泡，所以排除碱式滴定管中的空气用③的方法；滴定终点时溶液的pH=8.8，应该选择酚酞做指示剂；若用50mL滴定管进行实验，当滴定管中的液面在刻度“10”处，滴定管的0刻度在上方，10mL刻度线下方还有40mL有刻度的溶液，另外滴定管50mL刻度线下有液体，据此计算；
（4）根据关系式2NaOH～H₂SO₄～SO₂及氢氧化钠的物质的量计算出二氧化硫的质量，再计算出该葡萄酒中的二氧化硫含量；
（5）由于盐酸是挥发性酸，挥发的酸消耗氢氧化钠，使得消耗的氢氧化钠溶液体积增大，测定结果偏高；
（6）常温下，用一定量的NaOH溶液吸收逸出的SO₂气体，吸收后的吸收液恰好呈中性，c（H⁺）=c（OH^-），结合溶液在电弧守恒，元素守恒、电离平衡常数分析判断．

解答 解：（1）根据仪器A的构造可知，仪器A为冷凝管，冷凝管中通水方向采用逆向通水法，冷凝效果最佳，所以应该进水口为b，
故答案为：冷凝管；b；
（2）双氧水具有氧化性，能够将二氧化硫氧化成硫酸，反应的化学方程式为：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄，
故答案为：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄；
（3）氢氧化钠溶液为碱性溶液，应该使用碱式滴定管，碱式滴定管中排气泡的方法：把滴定管的胶头部分稍微向上弯曲，再排气泡，所以排除碱式滴定管中的空气用③的方法；滴定终点时溶液的pH=8.8，应该选择酚酞做指示剂（酚酞的变色范围是8.2～10.0）；若用50mL滴定管进行实验，当滴定管中的液面在刻度“10”处，滴定管的0刻度在上方，10mL刻度线下方还有40mL有刻度的溶液，另外滴定管50mL刻度线下有液体，因此管内的液体体积＞（50.00mL-10.00mL）=40.00mL，所以④正确，
故答案为：③；酚酞；④；
（4）根据2NaOH～H₂SO₄～SO₂可知SO₂的质量为：$\frac{1}{2}$×0.0900mol/L×0.025L×64g/mol=0.072g，该葡萄酒中的二氧化硫含量为：$\frac{0.072g}{0.3L}$=0.24g/L，
故答案为：0.24；
（5）由于盐酸是挥发性酸，挥发的酸消耗氢氧化钠，使得消耗的氢氧化钠溶液体积增大，测定结果偏高；因此改进的措施为：用不挥发的强酸，如硫酸代替盐酸，或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验，扣除盐酸挥发的影响，
故答案为：盐酸的挥发；用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸，或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验；
（6）常温下，用一定量的NaOH溶液吸收逸出的SO₂气体，吸收后的吸收液恰好呈中性，c（H⁺）=c（OH^-），
A．依据溶液中电荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-），得到c（Na⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-），故A正确；
B．若c（HSO₃^-）=c（SO₃^2-），溶液呈酸性c（H⁺）＞c（OH^-），故B错误；
C．物料守恒可知亚硫酸氢钠和亚硫酸钠按照1：1混合，溶液呈碱性，溶液中物料守恒为《2c（Na⁺）=3c（H₂SO₃）+3c（HSO₃^-）+3c（SO₃^2-），但溶于呈中性，亚硫酸氢钠和亚硫酸钠不同，故C错误；
D．依据化学式可知，亚硫酸氢钠中硫元素物质的量和钠物质的量相同，亚硫酸钠中钠离子大于亚硫酸根中硫元素，所以c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）+c（SO₃^2-）+c（H₂SO₃），故D正确；
故答案为：AD．

点评 本题考查了探究物质的组成、测量物质的含量的方法，题目难度中等，试题涉及了二氧化硫性质、中和滴定的计算，要求学生掌握探究物质组成、测量物质含量的方法，明确二氧化硫的化学性质及中和滴定的操作方法及计算方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．