Question

12．二氧化硫是硫的重要化合物，在生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)用，是大氣主要污染物之一，具有一定的還原性，探究SO₂氣體還原Fe³⁺、I₂，可以使用的藥品和裝置如圖所示：
（1）寫出由銅和濃硫酸制取SO₂的化學方程式Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）裝置A中的現(xiàn)象是溶液由黃色變?yōu)闇\綠色．若要從A中的FeCl₃溶液中提取晶體，必須進行的實驗操作步驟：蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾、自然干燥，在過濾操作中有用到的玻璃儀器有CDE（填編號）．
A．酒精燈   B．燒瓶    C．漏斗   D．燒杯    E．玻璃棒  F．坩堝
（3）根據(jù)以上現(xiàn)象，該小組同學認為SO₂與FeCl₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)．
①寫出SO₂與FeCl₃溶液反應(yīng)的離子方程式2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺；
②請設(shè)計實驗方案檢驗有Fe²⁺生成取少量A中反應(yīng)后的溶液于試管中，滴入2～3滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，有藍色沉淀生成；
（4）B中藍色溶液褪色，表明I^-的還原性比SO₂弱（填“強”或“弱”）．
（5）若C中所得溶液只有一種溶質(zhì)且pH＞7，則溶液中各離子濃度大小順序為c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）．
（6）工業(yè)上通過煅燒黃鐵礦產(chǎn)生SO₂來進一步得到硫酸，已知煅燒1g FeS₂產(chǎn)生7.1kJ熱量，寫出煅燒FeS₂的熱化學反應(yīng)方程式4FeS₂（s）+11O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3408 kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）Cu與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫與水；
（2）三價鐵離子具有強的氧化性，在溶液能夠氧化二氧化硫生成硫酸根離子，自身被還原為亞鐵離子；
過濾用到的儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗；
（3）①三價鐵離子具有強的氧化性，在溶液能夠氧化二氧化硫生成硫酸根離子，自身被還原為亞鐵離子；
②用K₃[Fe（CN）₆]溶液檢驗，有藍色沉淀生成；
（4）B中藍色溶液褪色，明發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-，還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性；
（5）若C中所得溶液只有一種溶質(zhì)且pH＞7，則溶質(zhì)為Na₂SO₃，SO₃^2-水解溶液呈堿性，氫氧根離子源于SO₃^2-的水解、水的電離；
（6）發(fā)生反應(yīng)：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，計算4molFeS₂燃燒放出的熱量，注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應(yīng)熱書寫熱化學方程式．

解答 解：（1）Cu與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫與水，反應(yīng)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）三價鐵離子具有強的氧化性，在溶液能夠氧化二氧化硫生成硫酸根離子，自身被還原為亞鐵離子，現(xiàn)象是：溶液由黃色變?yōu)闇\綠色，
過濾用到的儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗，
故答案為：溶液由黃色變?yōu)闇\綠色；CDE；
（3）①三價鐵離子具有強的氧化性，在溶液能夠氧化二氧化硫生成硫酸根離子，自身被還原為亞鐵離子，反應(yīng)離子方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺；
②檢驗有Fe²⁺生成的實驗方案為：取少量A中反應(yīng)后的溶液于試管中，滴入2～3滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，有藍色沉淀生成，
故答案為：取少量A中反應(yīng)后的溶液于試管中，滴入2～3滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，有藍色沉淀生成；
（4）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，其反應(yīng)的離子方程式為：I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-，還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性，表明I^-的還原性比SO₂弱，
故答案為：弱；
（5）若C中所得溶液只有一種溶質(zhì)且pH＞7，則溶質(zhì)為Na₂SO₃，SO₃^2-水解溶液呈堿性，氫氧根離子源于SO₃^2-的水解、水的電離，則溶液中離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）；
（6）發(fā)生反應(yīng)：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，1g FeS₂產(chǎn)生7.1kJ熱量，則4molFeS₂燃燒放出的熱量為7.1kJ×$\frac{4mol×120g/mol}{1g}$=3408kJ，反應(yīng)熱化學方程式為：4FeS₂（s）+11O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3408 kJ/mol，
故答案為：4FeS₂（s）+11O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3408 kJ/mol．

點評 本題考查物質(zhì)性質(zhì)探究實驗方案，試題涉及氧化性還原性強弱比較、性質(zhì)實驗方案的設(shè)計與評價、鹽類水解、熱化學方程式書寫等知識，（2）中亞鐵離子檢驗為易錯點，如利用使酸性高錳酸鉀溶液褪色檢驗時二氧化硫會影響．