Question

14．无水氯化铝是一种重要的化工原料，利用明矾石[K₂SO₄•A1₂（SO₄）₃•2A1₂O₃•6H₂O]制备无水氯化铝的流程如图甲：
（1）验证焙烧炉产生的气体为SO₂的方法是将气体通入品红中，品红褪色，加热后又恢复红色，证明有SO₂．
（2）吸收焙烧炉中产生的SO₂，如图乙装置合理的是ad（填代号）．
（3）高温下氯化炉中发生反应的化学方程式为3C+Al₂O₃+3Cl₂ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO+2AlCl₃．
（4）某学习小组设计用如图丙装置验证二氧化硫的某些化学性质．
①写出a瓶中发生反应的离子方程式2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
②充分反应后，取a瓶中的溶液分成三份，分别进行如下实验．
实验Ⅰ：向第一份溶液中加入足量的NaOH溶液，生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
实验Ⅱ：向第二份溶液中加入少量KMnO₄（H₂SO₄酸化）溶液，紫色褪去
实验Ⅲ：向第三份溶液中加入BaC1₂溶液，生成白色沉淀
上述实验中能证明SO₂具有还原性的是Ⅰ和Ⅱ（填实验代号）．请根据所选实验的现象写出对应的化学反应方程式Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃、5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）用品红溶液检验二氧化硫；
（2）根据装置能否防止溶液倒吸分析解答；
（3）由流程图可知，氯化炉中氧化铝、碳、氯气反应生成氯化铝、CO；
（4）①二氧化硫能被硫酸铁溶液氧化，生成硫酸根离子和亚铁离子；
②实验Ⅰ中有氢氧化亚铁沉淀生成，实验Ⅱ中有亚铁离子生成，都说明二氧化硫将铁离子还成亚铁离子，说明二氧化硫具有还原性，
实验Ⅰ：亚铁离子与氢氧化钠生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁被空气氧化成氢氧化铁；
实验Ⅱ：亚铁离子与KMnO₄（H₂SO₄酸化）溶液，发生氧化还原反应，高锰酸钾溶液褪色；
实验Ⅲ：硫酸根离子与氯化钡生成硫酸钡沉淀；

解答 解：（1）用品红溶液检验二氧化硫，具有二氧化硫的方法为：将气体通入品红中，品红褪色，加热后又恢复红色，证明有SO₂，
故答案为：将气体通入品红中，品红褪色，加热后又恢复红色，证明有SO₂；
（2）a．干燥管球形处容积较大，溶液倒吸后会于烧杯内的液体分离，由重力作用又回到烧杯内，可以防止倒吸，故a正确；
b．广口瓶中进气管长，出气管短，不能防止倒吸，应进气管短，故b错误；
c．导管直接伸入液面内，会发生倒吸危险，故c错误；
d．二氧化硫经过四氯化碳后，被氢氧化钠溶液吸收，可以防止倒吸，故d正确，
故选：ad；
（3）由流程图可知，氯化炉中氧化铝、碳、氯气反应生成氯化铝、CO，反应方程式为：3C+Al₂O₃+3Cl₂ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO+2AlCl₃，
故答案为：3C+Al₂O₃+3Cl₂ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO+2AlCl₃；
（4）①二氧化硫能被硫酸铁溶液氧化，生成硫酸根离子和亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
②实验Ⅰ中有氢氧化亚铁沉淀生成，实验Ⅱ中有亚铁离子生成，都说明二氧化硫将铁离子还成亚铁离子，说明二氧化硫具有还原性，所以实验Ⅰ和Ⅱ都说明二氧化硫具有还原性，
实验Ⅰ：亚铁离子与氢氧化钠生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁被空气氧化成氢氧化铁，反应的离子方程式为Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓（1分）、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃↓，
实验Ⅱ：亚铁离子与KMnO₄（H₂SO₄酸化）溶液，发生氧化还原反应，高锰酸钾溶液褪色，反应的离子方程式为5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案为：Ⅰ和Ⅱ；Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃、5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．

点评 本题考查化学与技术、铜的精炼、实验制备方案设计、原电池等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，题目难度中等．