硫元素常見化合價有-2、+4、+6價,其中處于中間價態(tài)的+4價硫既有氧化性又有還原性,主要表現(xiàn)為較強的還原性.某學習小組在實驗室設計如下實驗研究+4價硫元素.
Ⅰ.SO
2制備:
(1)實驗室用Na
2SO
3固體與質(zhì)量分數(shù)約為70%的濃硫酸反應制取SO
2,相應化學方程式為:
H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O
H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O
;
(2)選用圖中裝置,收集干燥的SO
2,其最佳連接順序為:
b
b
→
c
c
→
d
d
→
e
e
→
f
f
→
c
c
→
d
d
→
g
g
(按氣流方向,用小寫字母表示,部分裝置可以重復使用).
Ⅱ.實驗探究SO
2的還原性:向盛有2ml 0.1mol/L Ba(NO
3)
2(aq)的試管中,緩慢通入SO
2氣體,試管內(nèi)有白色沉淀產(chǎn)生.
(3)配制0.1mol/LBa(NO
3)
2(aq)時所用蒸餾水必須先除去溶液中溶解的O
2,最簡單的方法是
加熱煮沸
加熱煮沸
.
(4)將SO
2分別通入無氧、有氧且濃度均為0.1mol?L
-1的BaCl
2(aq)和Ba(NO
3)
2(aq)中,探究NO
3-和O
2哪種微粒起到了主要氧化作用,實驗記錄如下:
|
實驗記錄 |
pH變化 |
|
溶液中是否產(chǎn)生沉淀 |
BaCl2溶液(無氧)中無白色沉淀BaCl2溶液(有氧)中有白色沉淀Ba(NO3)2溶液(無氧)中有白色沉淀Ba(NO3)2溶液(有氧)中有白色沉淀 |
①曲線a所示溶液pH降低,說明SO
2能與水反應生成
H2SO3
H2SO3
(填化學式);
②曲線b所示溶液中的反應可按如下方式進行,請完成并配平該離子方程式:
3
3
SO
2+
3
3
Ba
2++
2
2
NO
3-+
2H2O
2H2O
=
3
3
BaSO
4↓+
2
2
NO+
4
4
H
+;
③曲線c所示溶液中所發(fā)生的反應中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是
1:2
1:2
;
④結(jié)合上述實驗,可以推測,Ba(NO
3)
2溶液(有氧)中,氧化SO
2的主要微粒是
O2
O2
,其理由是
b和d兩曲線在無氧和有氧條件,d曲線(或有氧條件)pH下降更多
b和d兩曲線在無氧和有氧條件,d曲線(或有氧條件)pH下降更多
.