Question

4．非金屬元素及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛．請回答以下問題：
Ⅰ．氯及其化合物
ClO₂與Cl₂的氧化性相近．在自來水消毒和果蔬保鮮等方面應(yīng)用廣泛，某興趣小組通過如下圖所示，對其制備、吸收、釋放和應(yīng)用進(jìn)行了研究．

（1）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O．
（2）關(guān)閉B的活塞，ClO₂在D中被穩(wěn)定劑完全吸收生成NaClO₂，此時F中溶液的顏色不變，則裝置C的作用是吸收氯氣．
（3）已知在酸性條件下NaClO₂可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO₂，該反應(yīng)的離子方程式為4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O，在ClO₂釋放實驗中，打開E的活塞，D中發(fā)生反應(yīng)，則裝置F的作用是驗證是否有ClO₂生成．
Ⅱ．硫及其化合物：
（1）選擇以下裝置，通過實驗現(xiàn)象依次完成以下驗證：SO₂具有酸性、氧化性、還原性、漂白性．其儀器的連接順序為ACIBFEG．

（2）利用下圖裝置能證明SO₂不與BaCl₂溶液反應(yīng)，通入X氣體可排除干擾達(dá)到實驗?zāi)康氖茿D
A．CO₂        B．NH₃         C．O₃         D．N₂        E．NO₂

C發(fā)生的離子方程式3SO₂+3Ba²⁺+2NO₃^-+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺．
（3）葡萄酒常用Na₂S₂O₅作抗氧化劑．測定某葡萄酒中抗氧化劑的殘留量（以游離SO₂計算）的方案如下：

按上述方案實驗，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)I₂溶液25.00mL時，滴定完畢，滴定終點的標(biāo)志當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜪₂溶液時，溶液從無色恰好變?yōu)樗{(lán)色，且30秒內(nèi)不褪色，則說明已達(dá)到終點，該次實驗測得樣品中抗氧化劑的殘留量（以游離SO₂計算）為0.32g•L^-1．

Answer 1

分析 I．A中稀鹽酸和氯酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化氯，反應(yīng)方程式為2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；生成的氣體中含有氯氣和二氧化氯，二氧化氯在D中被穩(wěn)定劑吸收生成NaClO₂，則C應(yīng)該吸收氯氣，防止干擾實驗；酸性條件下NaClO₂可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO₂，離子方程式為4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；二氧化氯具有強氧化性，能氧化碘離子生成碘，碘遇淀粉變藍(lán)色；
（1）稀鹽酸和氯酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化氯和氯氣；
（2）關(guān)閉B的活塞，ClO₂在D中被穩(wěn)定劑完全吸收生成NaClO₂，此時F中溶液的顏色不變，說明C能吸收氯氣；
（3）在酸性條件下NaClO₂可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO₂，根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫離子方程式；
在ClO₂釋放實驗中，打開E的活塞，D中發(fā)生反應(yīng)，二氧化氯能氧化碘離子生成碘，碘遇淀粉試液變藍(lán)色；
II．（1）選擇以下裝置，通過實驗現(xiàn)象依次完成以下驗證：SO₂具有酸性、氧化性、還原性、漂白性，根據(jù)實驗?zāi)康募皩嶒炑b置知，先用濃鹽酸和亞硫酸鈉制取二氧化硫，二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物，具有還原性、氧化性和漂白性，用品紅溶液檢驗其漂白性、用硫化鈉溶液檢驗其氧化性、用氯化鐵溶液檢驗其還原性，二氧化硫有毒，不能直接排空，所以要用堿液處理尾氣；
（2）濃硫酸和亞硫酸鈉生成二氧化硫，二氧化硫通入水中生成亞硫酸，亞硫酸不穩(wěn)定，易被氧化生成硫酸而產(chǎn)生干擾，所以要檢驗二氧化硫是否與氯化鋇溶液反應(yīng)，應(yīng)該排除強氧化性物質(zhì)，且也不能是堿性物質(zhì)；
二氧化硫和氯化鋇溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和NO、氫離子；
（3）滴定終點為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜪₂溶液時，溶液從無色恰好變?yōu)樗{(lán)色，且30秒內(nèi)不褪色；
二氧化硫具有還原性、碘具有氧化性，二者在水溶液中發(fā)生反應(yīng)SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI，根據(jù)SO₂---I₂計算樣品中二氧化硫含量．

解答 解：I．A中稀鹽酸和氯酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化氯，反應(yīng)方程式為2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；生成的氣體中含有氯氣和二氧化氯，二氧化氯在D中被穩(wěn)定劑吸收生成NaClO₂，則C應(yīng)該吸收氯氣，防止干擾實驗；酸性條件下NaClO₂可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO₂，離子方程式為4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；二氧化氯具有強氧化性，能氧化碘離子生成碘，碘遇淀粉變藍(lán)色；
（1）稀鹽酸和氯酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化氯和氯氣，反應(yīng)方程式為2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O，故答案為：2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；
（2）關(guān)閉B的活塞，ClO₂在D中被穩(wěn)定劑完全吸收生成NaClO₂，此時F中溶液的顏色不變，則從C出來的氣體不含氯氣，說明C能吸收氯氣，故答案為：吸收氯氣；
（3）在酸性條件下NaClO₂可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO₂，根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫離子方程式為4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；
在ClO₂釋放實驗中，打開E的活塞，D中發(fā)生反應(yīng)，二氧化氯能氧化碘離子生成碘，碘遇淀粉試液變藍(lán)色，所以F能檢驗是否有二氧化氯生成，
故答案為：4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O； 驗證是否有ClO₂ 生成；
II．（1）選擇以下裝置，通過實驗現(xiàn)象依次完成以下驗證：SO₂具有酸性、氧化性、還原性、漂白性，根據(jù)實驗?zāi)康募皩嶒炑b置知，先用濃鹽酸和亞硫酸鈉制取二氧化硫，二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物，具有還原性、氧化性和漂白性，用品紅溶液檢驗其漂白性、用硫化鈉溶液檢驗其氧化性、用氯化鐵溶液檢驗其還原性，二氧化硫有毒，不能直接排空，所以要用堿液處理尾氣，所以其裝置順序是A C I B F E G，
故答案為：A C I B F E G；
（2）濃硫酸和亞硫酸鈉生成二氧化硫，二氧化硫通入水中生成亞硫酸，亞硫酸不穩(wěn)定，易被氧化生成硫酸而產(chǎn)生干擾，所以要檢驗二氧化硫是否與氯化鋇溶液反應(yīng)，應(yīng)該排除強氧化性物質(zhì)且也不能是堿性物質(zhì)，
臭氧和二氧化氮具有氧化性、氨氣屬于堿性氣體，故選AD；
二氧化硫和硝酸鋇溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀、NO和氫離子，離子方程式為3SO₂+3Ba²⁺+2NO₃^-+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺，
故答案為：AD；3SO₂+3Ba²⁺+2NO₃^-+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺；
（3）滴定終點為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜪₂溶液時，溶液從無色恰好變?yōu)樗{(lán)色，且30秒內(nèi)不褪色；
二氧化硫具有還原性、碘具有氧化性，二者在水溶液中發(fā)生反應(yīng)SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI，根據(jù)SO₂---I₂，
設(shè)二氧化硫物質(zhì)的量為xmol，
SO₂---I₂
1mol  1mol
xmol  0.04000mol/L×0.025L
1mol：1mol=xmol：（0.04000mol/L×0.025L）
x=0.001mol，
該次實驗測得樣品中抗氧化劑的殘留量（以游離SO₂計算）=$\frac{0.001mol×64g/mol}{0.2L}$
=0.32g/L，
故答案為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜪₂溶液時，溶液從無色恰好變?yōu)樗{(lán)色，且30秒內(nèi)不褪色，則說明已達(dá)到終點； 0.32．

點評 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點，涉及實驗基本操作、實驗儀器的性質(zhì)、滴定實驗、氣體制備及其性質(zhì)檢驗等知識點，明確實驗原理及實驗基本操作是解本題關(guān)鍵，難點是II（1）中儀器選取及實驗先后順序，題目難度中等．