某小组同学欲研究SO2的性质。
(1)将相关的含硫物质分为如下表所示3组,第2组中物质X的化学式是 。
第1组 | 第2组 | 第3组 |
S(单质) | SO2、X、Na2SO3、NaHSO3 | SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4 |
(熔点:SO2 -76.1℃,SO3 16.8℃;沸点:SO2 -10℃,SO3 45℃)
①装置Ⅰ模拟工业生产中SO2催化氧化的反应,其化学方程式是 。
②甲同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序连接装置,装置Ⅱ的作用是 ;装置Ⅲ中溶液逐渐褪色,生成Mn2+,同时pH降低,则该反应的离子方程式是 。
③乙同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置,若装置Ⅳ中有40 mL 2.5mol/L NaOH溶液,反应后增重4.8 g,则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是 。
(1)H2SO3 (2)①2SO2+O22SO3
②使SO3凝结成固体与SO2分离 5SO2+2H2O+2MnO4—=5SO42—+2Mn2++4H+
③3SO2+4NaOH=Na2SO3+2NaHSO3+H2O
题目分析:(1)将相关的含硫物质依据硫元素化合价分组,依据低三族分类顺序,判断X为+4价的酸为H2SO3 ;
故答案为:H2SO3 ;
(2)①工业生产中SO2催化氧化的反应是二氧化硫的催化氧化反应;化学方程式为:2SO2+O2 2SO3;
故答案为;2SO2+O22SO3;
②装置II的作用是冷却装置,三氧化硫的沸点较低,通过冰水混合物,使SO3凝结成固体与SO2分离,装置III中高锰酸钾溶液会和二氧化硫反应逐渐褪色,生成Mn2+,二氧化硫被氧化为硫酸;
反应的离子方程式为:5SO2+2H2O+2MnO4=5SO42-+2Mn2++4H+;
故答案为:使SO3凝结成固体与SO2分离,5SO2+2H2O+2MnO4=5SO42-+2Mn2++4H+;
③若装置IV中有40mL 2.5mol•L-1NaOH溶液,反应后增重4.8g,吸收的为二氧化硫气体,依据二氧化硫物质的量和氢氧化钠物质的量进行分析判断生成产物,若n(SO2):n(NaOH)=1:2反应按照反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O;若n(SO2):n(NaOH)=1:1,反应按照反应SO2+NaOH=NaHSO3;装置IV中有40mL 2.5mol•L-1NaOH溶液中n(NaOH)=0.1mol,n(SO2)="4.8g÷64g/mol" =0.075mol;n(SO2):n(NaOH)=0.075:0.1=3:4,所以生成产物为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠,反应的化学方程式依据直平法写出:3SO2+4NaOH═Na2SO3+2NaHSO3+H2O;
故答案为:3SO2+4NaOH═Na2SO3+2NaHSO3+H2O。
点评:本题考查了物质分类方法,规律总结,实验过程分析判断,化学方程式和离子方程式的书写,反应产物的分析判断,题目难度中等。