Question

15．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下圖所示：

（1）SO₂氣體還原Fe³⁺生成的還原產物是Fe²⁺（填離子符號），參加反應的SO₂ 和Fe³⁺的物質的量之比是1：2．
（2）下列實驗方案適用于在實驗室制取所需SO₂的是BD（雙選，填序號）．
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的作用是吸收SO₂尾氣，防止污染空氣．
（4）若要從A中所得溶液提取晶體，必須進行的實驗操作步驟：蒸發(fā)、冷卻結晶、過濾、自然干燥，在這一系列操作中沒有用到的儀器有BF（雙選，填序號）．
A 蒸發(fā)皿   B 石棉網(wǎng)   C 漏斗   D 燒杯   E 玻璃棒   F 坩堝
（5）在上述裝置中通入過量的SO₂，為了驗證A中SO₂與Fe³⁺發(fā)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：往第二份試液加入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅．
方案③：往第三份試液加入用稀鹽酸酸化的BaCl₂，產生白色沉淀．
上述方案不合理的一個是方案①，原因是因為A的溶液中含有SO₂，SO₂也能使KMnO₄溶液褪色．
（6）上述裝置中能表明I^-的還原性弱于SO₂的現(xiàn)象是B中藍色溶液褪色．

Answer 1

分析 根據(jù)離子反應方程式得出Fe²⁺，根據(jù)物質的量之比等于計量數(shù)之比得出1：2；實驗室制取氣體要考慮操作方便、易控制、不能含雜質；有毒氣體不能直接排空，要有尾氣處理裝置，裝置中的物質與尾氣極易發(fā)生反應；根據(jù)實驗步驟回顧所需儀器；二氧化硫具有還原性，和氧化劑能發(fā)生氧化還原反應，能使高錳酸鉀溶液、含碘的淀粉溶液褪色，現(xiàn)象明顯，
（1）反應為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，所以還原產物是Fe²⁺，參加反應的SO₂和Fe³⁺的物質的量之比是1：2；
（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；
B、濃硫酸雖具有強氧化性，但不能氧化亞硫酸鈉，和亞硫酸鈉發(fā)生復分解反應生成SO₂；
C、固體硫在純氧中燃燒，操作不容易控制；
D、銅和濃硫酸在加熱條件下可以制得二氧化硫．
（3）二氧化硫是酸性氧化物，具有刺激性氣味，直接排放污染大氣，能和堿反應生成鹽和水，所以可用堿液處理二氧化硫，所以裝置C的作用是吸收SO₂尾氣，防止污染空氣；
（4）操作步驟：蒸發(fā)需用到蒸發(fā)皿，冷卻結晶需用到燒杯，過濾需用到漏斗、玻璃棒，故不需要石棉網(wǎng)和坩堝．
（5）二氧化硫有還原性，高錳酸鉀有強氧化性，二氧化硫能與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應使高錳酸鉀溶液褪色，F(xiàn)e²⁺也使高錳酸鉀溶液褪色，所以不合理的是方案①，因為A的溶液中含有SO₂，SO₂也能使KMnO₄溶液褪色．
（6）I₂+SO₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄；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，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

解答 解：（1）2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，SO₂氣體還原Fe³⁺生成的還原產物是Fe²⁺，參加反應的SO₂和Fe³⁺的物質的量之比等于計量數(shù)之比為1：2，
故答案為：Fe²⁺；1：2；
（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錯誤；
B、濃硫酸雖具有強氧化性性，但不能氧化亞硫酸鈉，和亞硫酸鈉發(fā)生復分解反應生成二氧化硫氣體，故B正確；
C、固體硫在純氧中燃燒，操作不容易控制，故C錯誤；
D、Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，可以制備得到二氧化硫氣體，故D正確，
故選BD，
故答案為：BD；
（3）二氧化硫是酸性氧化物具有刺激性氣味，直接排放污染大氣，能和堿反應生成鹽和水，所以可用堿液處理二氧化硫，所以裝置C的作用是吸收SO₂尾氣，防止污染空氣，
故答案為：吸收SO₂尾氣，防止污染空氣；
（4）操作步驟：蒸發(fā)需用到A 蒸發(fā)皿，E．玻璃棒，冷卻結晶需用到燒杯，過濾需用到C．漏斗，D．燒杯，E．玻璃棒，故不需要B．石棉網(wǎng)、F．坩堝，
故答案為：BF；
（5）二氧化硫有還原性，高錳酸鉀有強氧化性，二氧化硫能與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應使高錳酸鉀溶液褪色，F(xiàn)e²⁺也使高錳酸鉀溶液褪色，所以不合理的是方案①，因為A的溶液中含有SO₂，SO₂也能使KMnO₄溶液褪色，
故答案為：方案①，因為A的溶液中含有SO₂，SO₂也能使KMnO₄溶液褪色；
（6）I₂+SO₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄二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，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，故答案為：B中藍色溶液褪色．

點評 本題考查的是二氧化硫的性質及實驗室制法，二氧化硫有還原性，與強氧化劑發(fā)生氧化還原反應，還具有漂白性，經(jīng)常與次氯酸的漂白性比較，題目難度中等．