Question

4．某興趣小組探究SO₂氣體還原Fe³⁺、I₂，他們使用的藥品和裝置如圖所示：
（1）SO₂與Fe³⁺反應(yīng)的還原、氧化產(chǎn)物分別是Fe²⁺、SO₄^2-（填離子符號）．
（2）下列實(shí)驗(yàn)方案可以用于在實(shí)驗(yàn)室制取所需SO₂的是BD．
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的作用是除去多余的SO₂，防止污染空氣．
（4）如果有280mL SO₂氣體（已折算為標(biāo)態(tài)）進(jìn)入C裝置中，則C中，50mL NaOH溶液的濃度至少為0.25mol/L才能達(dá)到目的．
（5）在上述裝置中通入過量的SO₂為了驗(yàn)證A中SO₂與Fe³⁺發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，他們?nèi)�A中的溶液，分成三份，并設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：
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(chǎn)生白色沉淀．
上述方案不合理的是方案①，原因是SO₂、Fe²⁺都能使酸性高錳酸鉀褪色．
（6）能表明I^-的還原性弱于SO₂的現(xiàn)象是B中藍(lán)色褪去，寫出有關(guān)離子方程式：I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)裝置A反應(yīng)的離子方程式SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺進(jìn)行解答；
（2）實(shí)驗(yàn)室制取氣體要考慮操作方便、易控制、不能含雜質(zhì)；
（3）二氧化硫具有刺激性氣味，污染空氣，用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫，防止空氣污染；
（4）保證二氧化硫吸收充分，二氧化硫和氫氧化鈉的反應(yīng)為：SO₂+NaOH=NaHSO₃，據(jù)此計(jì)算解答；
（5）二氧化硫能與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)使高錳酸鉀溶液褪色，F(xiàn)e²⁺也使高錳酸鉀溶液褪色；
（6）二氧化硫能使含有碘的淀粉溶液褪色，說明發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，根據(jù)還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性分析．

解答 解：（1）二氧化硫與鐵離子反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，反應(yīng)中鐵離子被氧化成亞鐵離子，所以還原產(chǎn)物為亞鐵離子；氧化產(chǎn)物是SO₄^2-，SO₂氣體還原Fe³⁺反應(yīng)的產(chǎn)物是Fe²⁺、SO₄^2-，
故答案為：Fe²⁺；SO₄^2-；
（2）A．硝酸具有強(qiáng)氧化性，能夠?qū)�亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉，無法得到二氧化硫氣體，故A錯(cuò)誤；
B．濃硫酸雖具有強(qiáng)酸性，且濃硫酸不揮發(fā)，亞硫酸鈉溶液與濃硫酸能夠反應(yīng)生成二氧化硫氣體，故B正確；
C．固體硫在純氧中燃燒，操作不容易控制，且無法獲得純凈的二氧化硫，故C錯(cuò)誤；
D．Cu與濃硫酸在加熱條件下生成二氧化硫、硫酸銅和水，可知制備二氧化硫，故D正確；
故答案為：BD；
（3）二氧化硫氣體是酸性氧化物，具有刺激性氣味，直接排放會(huì)污染大氣，由于二氧化硫能和堿反應(yīng)生成鹽和水，可用堿液處理二氧化硫，所以裝置C的作用為：吸收SO₂尾氣，防止污染空氣，
故答案為：除去多余的SO₂，防止污染大氣；
（4）如果有280mL即0.0125molSO₂氣體（已折算為標(biāo)態(tài)）進(jìn)入C裝置中，則C中，SO₂+NaOH=NaHSO₃，至少需要?dú)溲趸�鈉的物質(zhì)的量是0.0125mol，濃度是$\frac{0.0125mol}{0.05L}$=0.25mol/L，
故答案為：0.25；
（5）二氧化硫有還原性，高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性，二氧化硫能與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)使高錳酸鉀溶液褪色，F(xiàn)e²⁺也使高錳酸鉀溶液褪色，所以方案①不合理，
故答案為：方案①；因?yàn)锳的溶液中含有SO₂，SO₂也能使KMnO₄溶液褪色；
（6）二氧化硫能使含有碘的淀粉溶液褪色，說明發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，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(chǎn)物的還原性，其反應(yīng)的離子方程式為：I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-；
故答案為：B中溶液藍(lán)色褪去；I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，試題涉及氧化性還原性強(qiáng)弱比較、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià)等知識，明確掌握濃硫酸的性質(zhì)、二氧化硫的檢驗(yàn)方法等知識為解答本題關(guān)鍵．