Question

13．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氣體還原Fe³⁺反應的產物是Fe²⁺、SO₄^2-（填離子符號）．
（2）下列實驗方案可以用于在實驗室制取所需SO₂的是BD．
A．Na₂SO₃溶液與HNO₃　　　　　B．Na₂SO₃固體與70%濃硫酸
C．固體硫在純氧中燃燒　　　　D．銅與濃H₂SO₄共熱
（3）裝置C的作用是除去多余的SO₂，防止污染大氣．
（4）在上述裝置中通入過量的SO₂，為了驗證A中SO₂與Fe³⁺發生了氧化還原反應，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．
（5）能表明I^-的還原性弱于SO₂的現象是裝置B中溶液藍色褪去，寫出有關離子方程式：I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-．

Answer 1

分析 （1）根據裝置A反應的離子方程式SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺進行解答；
（2）實驗室制取氣體要考慮操作方便、易控制、不能含雜質；
（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）二氧化硫能與高錳酸鉀發生氧化還原反應使高錳酸鉀溶液褪色，Fe²⁺也使高錳酸鉀溶液褪色；
（5）二氧化硫能使含有碘的淀粉溶液褪色，說明發生了氧化還原反應，根據還原劑的還原性大于還原產物的還原性分析．

解答 解：（1）二氧化硫與鐵離子反應的離子方程式為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，反應中鐵離子被氧化成亞鐵離子，所以還原產物為亞鐵離子；氧化產物是SO₄^2-，SO₂氣體還原Fe³⁺反應的產物是Fe²⁺、SO₄^2-，故答案為：Fe²⁺；SO₄^2-；
（2）A．硝酸具有強氧化性，能夠將亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉，無法得到二氧化硫氣體，故A錯誤；
B．濃硫酸雖具有強酸性，且濃硫酸不揮發，亞硫酸鈉溶液與濃硫酸能夠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，且無法獲得純凈的二氧化硫，故C錯誤；
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，直接排放會污染大氣，由于二氧化硫能和堿反應生成鹽和水，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）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生氧化還原反應使高錳酸鉀溶液褪色，Fe²⁺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；因為A的溶液中含有SO₂，SO₂也能使KMnO₄溶液褪色；
（5）二氧化硫能使含有碘的淀粉溶液褪色，說明發生了氧化還原反應，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，其反應的離子方程式為：I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-；
故答案為：裝置B中溶液藍色褪去；I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-．

點評 本題考查了物質性質實驗方案的設計，題目難度中等，試題涉及氧化性還原性強弱比較、性質實驗方案的設計與評價等知識，明確掌握濃硫酸的性質、二氧化硫的檢驗方法等知識為解答本題關鍵．