Question

以下是有關SO₂、Cl₂的性質實驗。
（1）某小組設計如圖所示的裝置圖（圖中夾持和加熱裝置略去），分別研究SO₂和Cl₂的性質。

①若從左端分別通入SO₂和Cl₂，裝置A中觀察到的現象是否相同？       (填“相同”或“不相同”)；若D中盛銅粉，通入足量的Cl₂，D中的現象是___________；若裝置D中裝的是五氧化二釩(催化劑)，通入SO₂時，打開K通入適量O₂的化學反應方程式為                                         。
②SO₂通入B中，碘水褪色，則該反應的離子方程式為                           。
③E中盛有______________溶液。
（2）某同學將足量的SO₂通入一支裝有氯化鋇溶液的試管，未見沉淀生成，若向該試管中加入足量(填字母)       ，則可以看到白色沉淀產生。

A．氨水

B．稀鹽酸

C．稀硝酸

D．氯化鈣溶液

（3）若由元素S和O組成–2價酸根離子X，X中S和O的質量比為4∶3；當Cl₂的與含X的溶液完全反應后，得澄清溶液，取少量該溶液加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，有白色沉淀產生。寫出Cl₂與含X的溶液反應的離子方程式                            。 
（4）某科研單位利用電化學原理用SO₂來制備硫酸，裝置如右圖，含有某種催化劑，電極為多孔的材料，能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質溶液充分接觸。
通入SO₂的電極為_________極，其電極反應式為：
                                           。
電池的總反應式為：
                                           。

Answer 1

(1) ①相同，    Cu粉紅熱，并產生棕黃色煙 
2SO₂ + O₂2SO₃
②SO₂ + I₂ + 2H₂O = 4H^＋+ 2I^－+ SO₄^2－  
③NaOH
(2) A C
(3) 4Cl₂ + S₂O₃^2－+ 5H₂O = 2SO₄^2－+ 8Cl^－+ 10H^＋
(4) 負  SO₂ – 2e^－+ 2H₂O = 4H^＋+ SO₄^2－
2SO₂ + O₂ + 2H₂O = 2H₂SO₄

解析（1）①由于SO₂和Cl₂都可以使品紅溶液褪色，所以A中分別通入SO₂和Cl₂，觀察到的現象是相同的。若D中盛銅粉，通入足量的Cl₂，D中發生的反應是：Cu+ Cl₂= CuCl₂，現象是Cu粉紅熱，并產生棕黃色煙。若裝置D中裝的是五氧化二釩(催化劑)，通入SO₂時，打開K通入適量O₂，則發生SO₂的催化氧化，反應方程式為2SO₂ + O₂2SO₃。
②SO₂通入B中，碘水褪色，并不是SO₂的漂白作用，而是SO₂與碘水反應生成了無色的物質，離子方程式為：SO₂ + I₂ + 2H₂O = 4H^＋+ 2I^－+ SO₄^2－
③E是一個尾氣吸收裝置，應用堿液，可以是NaOH 或KOH
（2）SO₂通入裝有氯化鋇溶液，是不發生化學反應的，參照②，則加入NaOH可以產生白色沉淀。
（3）由題知X為S₂O₃^2－，此離子中S元素的化合價為+2價，與Cl₂發生氧化還原反應，S₂O₃^2－被氧化成SO₄^2－，離子方程式為：4Cl₂ + S₂O₃^2－+ 5H₂O = 2SO₄^2－+ 8Cl^－+ 10H^＋
（4）此裝置為原電池，原電池的正極發生還原反應，負極發生氧化反應，所以SO₂做電池的負極，被氧化成SO₄^2－，電極反應為：SO₂ – 2e^－+ 2H₂O = 4H^＋+ SO₄^2－。電池的總反應式為：2SO₂ + O₂ + 2H₂O = 2H₂SO₄