Question

某興趣小組擠究SO₂氣體還原Fe³⁺、I₂，他們使用的藥品和裝置如下圖所示：

（1）SO₂氣體還原Fe³⁺反應的產物是_____________、_____________（填離子符號）。
（2）下列實驗方案可以用于在實驗室制取所需SO₂的是____。

A．Na2SO3溶液與HNO3	B．Na2SO3固體與濃硫酸
C．固體硫在純氧中燃燒	D．銅與熱濃H2SO4

（3）裝置C的作用是_____________。
（4）如果有280 mL SO₂氣體（已折算為標態）進入C裝置中，則C中50 mL NaOH溶液的濃度至少為_____________mol/L才能達到目的。
（5）在上述裝置中通入過量的SO₂為了驗證A中SO₂與Fe³⁺發生了氧化還原反應，他們取A中的溶液，分成三份，并設計了如下實驗：
方案①：往第一份試液中加入KMnO₄溶液，紫紅色褪去。
方案②：往第一份試液加入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅。
方案③：往第二份試液加入用稀鹽酸酸化的BaCl₂，產生白色沉淀。
上述方案不合理的是____，原因是_______________________________________。
（6）能表明I^-的還原性弱于SO₂的現象是_________________________________________，寫出有關離子方程式：_______________________________________。

Answer 1

（本題共12分）（1）Fe²⁺、SO₄^2-；(2分) （2）BD（2分）
（3）除去多余的SO₂，防止污染空氣（2分）。 （4）0.25mol／L（2分）
（5）①；SO₂、Fe²⁺都能使酸性高錳酸鉀褪色（2分）
（6）B中藍色褪去；I₂+SO₂+2H₂O→4H⁺+2I^- +SO₄^2-（2分）

解析試題分析：（1）鐵離子具有氧化性，SO₂具有還原性，二者發生氧化還原反應，反應的方程式是2Fe³⁺+SO₂+2H₂O＝2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，所以SO₂氣體還原Fe³⁺反應的產物是Fe²⁺、SO₄^2-。
（2）A、硝酸具有強氧化性，把亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉，得不到二氧化硫，故A錯；B、濃硫酸雖具有強氧化性性，但不能氧化亞硫酸鈉，故B正確；C、固體硫在純氧中燃燒，操作以及氧氣的用量不容易控制，故C錯；D、Cu＋2H₂SO₄(濃)CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，故D正確答案選BD。
（3）SO₂是大氣污染物，直接排放容易造成環境污染，所以需要尾氣處理。由于二氧化硫是酸性氧化物能和堿反應生成鹽和水，所以可用堿液處理二氧化硫，所以重裝C的作用是除去多余的SO₂，防止污染空氣。
（4）SO₂的物質的量是0.28L÷22.4L/mol＝0.0125mol，和氫氧化鈉溶液反應生成亞硫酸氫鈉時消耗的氫氧化鈉最少，所以至少需要氫氧化鈉的物質的量是0.0125mol，其濃度是0.0125mol÷0.05L＝0.25mol／L。
（5）因為SO₂、Fe²⁺均具有還原性，二者都能使酸性高錳酸鉀褪色，所以方案①是錯誤的。
（6）二氧化硫能使含有碘的淀粉溶液褪色，說明發生了氧化還原反應，有關反應的方程式是I₂+SO₂+2H₂O→4H⁺+2I^- +SO₄^2-。在反應中碘是氧化劑，二氧化硫是還原劑，還原劑的還原性大于還原產物的還原性，所以能表明I^-的還原性弱于SO₂的現象是B中藍色溶液褪色。
考點：考查SO₂的制備、性質檢驗；氧化還原反應的有關判斷以及實驗方案設計和評價等