Question

13．某兴趣小组探究SO₂气体还原Fe³⁺、I₂，他们使用的药品和装置如图所示：

（1）SO₂气体还原Fe³⁺生成的还原产物是Fe²⁺（填离子符号），参加反应的SO₂ 和Fe³⁺的物质的量之比是1：2．
（2）下列实验方案适用于在实验室制取所需SO₂的是BD（双选，填序号）．
A．Na₂SO₃溶液与HNO₃               B．Na₂SO₃固体与浓硫酸
C．固体硫在纯氧中燃烧            D．铜与热浓H₂SO₄
（3）装置C的作用是吸收SO₂尾气，防止污染空气．
（4）若要从A中所得溶液提取晶体，必须进行的实验操作步骤：蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥，在这一系列操作中没有用到的仪器有BF（双选，填序号）．
A．蒸发皿   B．石棉网   C．漏斗   D．烧杯   E．玻璃棒   F．坩埚
（5）在上述装置中通入过量的SO₂，为了验证A中SO₂与Fe³⁺发生了氧化还原反应，他们取A中的溶液，分成三份，并设计了如下实验：
方案①：往第一份试液中加入KMnO₄溶液，紫红色褪去．
方案②：往第二份试液加入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红．
方案③：往第三份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl₂，产生白色沉淀．
上述方案不合理的一个是方案①，原因是因为A的溶液中含有SO₂，SO₂也能使KMnO₄溶液褪色．
（6）上述装置中能表明I^-的还原性弱于SO₂的现象是B中蓝色溶液褪色．

Answer 1

分析 （1）三价铁离子具有强的氧化性，能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子，据此书写离子反应方程式，根据离子反应方程式计算参加反应的SO₂ 和Fe³⁺的物质的量之比；（2）实验室制取气体要考虑操作方便、易控制、不能含杂质；
（3）二氧化硫具有刺激性气味，污染空气，用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫，防止空气污染；
（4）从A中所得溶液提取晶体为绿矾，溶液中得到绿矾的实验操作是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥步骤得到；
（5）二氧化硫能与高锰酸钾发生氧化还原反应使高锰酸钾溶液褪色，Fe²⁺也使高锰酸钾溶液褪色；
（6）B中发生SO₂+I₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄，还原剂的还原性大于还原产物．

解答 解：（1）三价铁离子具有强的氧化性，能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子，二者反应的离子方程式：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺，SO₂气体还原Fe³⁺生成的还原产物是Fe²⁺，参加反应的SO₂ 和Fe³⁺的物质的量之比是1：2，
故答案为：Fe²⁺；1：2；
（2）A．硝酸具有强氧化性，能够将亚硫酸钠氧化成硫酸钠，无法得到二氧化硫气体，故A错误；
B．浓硫酸虽具有强酸性，且浓硫酸不挥发，亚硫酸钠溶液与浓硫酸能够反应生成二氧化硫气体，故B正确；
C．固体硫在纯氧中燃烧，操作不容易控制，且无法获得纯净的二氧化硫，故C错误；
D．Cu与浓硫酸在加热条件下生成二氧化硫、硫酸铜和水，可知制备二氧化硫，故D正确；
故答案为：BD；
（3）二氧化硫气体是酸性氧化物，具有刺激性气味，直接排放会污染大气，由于二氧化硫能和碱反应生成盐和水，可用碱液处理二氧化硫，反应的化学方程式为：2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O，所以装置C的作用为：吸收SO₂尾气，防止污染空气，
故答案为：吸收SO₂尾气，防止污染空气；
（4）溶液中得到绿矾的实验操作是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥步骤得到，所以在这一系列操作中没有用到的仪器有石棉网、坩埚，
故答案为：BF；
（5）二氧化硫有还原性，高锰酸钾有强氧化性，二氧化硫能与高锰酸钾发生氧化还原反应使高锰酸钾溶液褪色，Fe²⁺也使高锰酸钾溶液褪色，所以方案①不合理，因为A的溶液中含有SO₂，SO₂也能使KMnO₄溶液褪色，
故答案为：方案①；因为A的溶液中含有SO₂，SO₂也能使KMnO₄溶液褪色；
（6）B中发生SO₂+I₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，则I^-的还原性弱于SO₂，现象为紫色变为无色，
故答案为：B中蓝色溶液褪色．

点评 本题考查了元素化合物性质，试题涉及氧化性还原性强弱比较、性质实验方案的设计与评价等知识，明确掌握浓硫酸的性质、二氧化硫的检验方法等知识为解答本题关键，题目难度中等．