Question

【題目】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，其中硫元素為－1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的熔點為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：__________________。

②實驗過程中，需要通入氧氣。試寫出一個用如下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：向第二份溶液中加入品紅溶液，紅色褪去

方案Ⅲ：向第三份溶液中加入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________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 Fe、S 11.2 打開分液漏斗上口的活塞，旋開分液漏斗的旋塞，緩慢滴加 2KClO32KCl＋3O2↑(或2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑) 使殘留在裝置中的SO2和SO3被充分吸收 ×100% 試管a中出現淡黃色渾濁 Ⅲ SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Cl－

【解析】（1）氧化還原反應4FeS2＋11O28SO2＋2Fe2O3中，化合價升高的Fe、S元素在反應中被氧化，該反應生成8mol的二氧化硫，轉移電子的物質的量為44mol，所以當該反應轉移2.75mol電子時，生成的二氧化硫的物質的量為0.5mol，在標準狀況下的體積為11.2L；（2）①使用分液漏斗向圓底燒瓶中滴加濃硫酸的操作是打開分液漏斗上口的活塞，旋開分液漏斗的旋塞，緩慢滴加；②用圖2所示裝置制取氧氣，即加熱固體的方法制氧氣，可以讓氯酸鉀在二氧化錳催化下受熱分解獲得氧氣，方程式為：2KClO32KCl＋3O2↑；③為確保實驗的準確度，要保證二氧化硫和三氧化硫的量的測定準確，當停止通入SO2，熄滅酒精燈后，需要繼續通一段時間的氧氣，可以讓裝置中的二氧化硫和三氧化硫充分被后面的裝置吸收；④裝置D增加的質量為mg，即生成三氧化硫的質量是mg，物質的量是mg÷80g/mol，裝置E中產生白色沉淀的質量為ng，則吸收的二氧化硫的物質的量是ng÷233g/mol，則二氧化硫的轉化率=；（3）①二氧化硫具有氧化性，可以和最低價的硫化鈉發生氧化還原反應，生成淡黃色的沉淀S，因此實驗現象為：試管a中出現淡黃色渾濁；②方案I：向第一份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，可能是氯水中的氯離子產生的作用；方案Ⅱ：向第二份溶液加入品紅溶液，紅色褪去，可以是氯水中含有的漂白性物質次氯酸起的作用；方案Ⅲ：向第三份溶液加入BaCl2溶液，產生白色沉淀，證明溶液中含有硫酸根離子，是二氧化硫在酸性環境下和氯水反應生成的，即SO2+Cl2+2H2O＝4H++SO42-+2Cl-。