Question

二氧化硫是重要的工業原料,探究其制備方法和性質具有非常重要的意義。
(1)工業上用黃鐵礦(FeS₂,其中S元素為-l價)在高溫下和氧氣反應制備SO₂:4FeS₂+11O₂8SO₂+2Fe₂O₃,該反應中被氧化的元素是　　　　(填元素符號)。當該反應轉移2.75 mol電子時,生成的二氧化硫在標準狀況下的體積為　　　　L。 
(2)實驗室中用下列裝置測定SO₂催化氧化為SO₃的轉化率。(已知SO₃熔點為16.8 ℃,假設氣體進入裝置時分別被完全吸收,且忽略空氣中CO₂的影響。)

①簡述使用分液漏斗向圓底燒瓶中滴加濃硫酸的操作是                         。
②實驗過程中,需要通入氧氣。試寫出一個用如圖所示裝置制取氧氣的化學方程式                              。

③當停止通入SO₂,熄滅酒精燈后,需要繼續通一段時間的氧氣,其目的是           。
④實驗結束后,若裝置D增加的質量為m g,裝置E中產生白色沉淀的質量為n g,則此條件下二氧化硫的轉化率是　　　　(用含字母的代數式表示,不用化簡)。
(3)某學習小組設計用如圖裝置驗證二氧化硫的化學性質。

①能說明二氧化硫具有氧化性的實驗現象為                              。
②為驗證二氧化硫的還原性,充分反應后,取試管b中的溶液分成三份,分別進行如下實驗:
方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO₃溶液,有白色沉淀生成
方案Ⅱ:向第二份溶液加入品紅溶液,紅色褪去
方案Ⅲ:向第三份溶液加入BaCl₂溶液,產生白色沉淀
上述方案中合理的是　　　　(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);試管b中發生反應的離子方程式為                                                     。
③當通入二氧化硫至試管c中溶液顯中性時,該溶液中c(Na⁺)=　　　　(用含硫微粒濃度的代數式表示)。

Answer 1

(1)S、Fe　11.2
(2)①打開分液漏斗上的活塞,旋開分液漏斗的旋塞,緩慢滴加。
②2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑或2KClO₃2KCl+3O₂↑
③使殘留在裝置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸收
④×100%
(3)①a試管中有淡黃色沉淀生成
②Ⅲ　Cl₂+SO₂+2H₂O4H⁺+2Cl^-+S
③2c(S)+c(HS)

(1)4FeS₂+11O₂8SO₂+2Fe₂O₃,該反應中被氧化的元素是S、Fe;設生成二氧化硫的體積是x L。
4FeS₂+11O₂8SO₂ +2Fe₂O₃　轉移電子
179.2 L       44 mol
x L          2.75 mol
x=11.2。
(2)①打開分液漏斗上的活塞,旋開分液漏斗的旋塞,緩慢滴加。
②加熱KMnO₄固體或KClO₃和MnO₂的固體混合物;
③使殘留在裝置中的SO₂和SO₃被充分吸收。
④在冰水狀態下,SO₃呈固態,所以裝置D增加的質量即為SO₃的質量,n(SO₃)= mol,裝置E由于吸收了SO₂而生成BaSO₄白色沉淀,n(SO₂)=n(BaSO₄)= mol,由2SO₂+O₂2SO₃知,該反應消耗掉的n(SO₂)=n(SO₃)=  mol,所以二氧化硫的轉化率為:×100%。
(3)①Na₂S和SO₂發生氧化還原反應生成單質硫沉淀。
②Ⅲ合理,因為該白色沉淀為BaSO₄,來源就是SO₂被氧化;而方案Ⅰ:白色沉淀為AgCl,與SO₂的還原性無關;方案Ⅱ驗證的是SO₂的漂白性。
③根據電荷守恒:c(Na⁺)+c(H⁺)=c(OH^-)+2c(S)+c(HS),又溶液顯中性,c(H⁺)=c(OH^-),所以c(Na⁺)=2c(S)+c(HS)。