Question

11．SO₂是有用的化工原料，回收利用SO₂既能减少大气污染，又能充分利用资源．有学者提出利用Fe³⁺、Fe²⁺等离子的作用，在常温下将SO₂氧化成SO₄^2-而实现SO₂的回收利用．某研究性学习小组设计如图1下方案，在实验室条件下测定转化器的脱硫效率：

（1）写出Fe³⁺将SO₂氧化成SO₄^2-的离子方程式2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
（2）向滴有紫色石蕊溶液的试管中通入SO₂气体，现象是紫色石蕊溶液变红，若再向其中滴入足量的氯水，现象是变红的溶液逐渐褪色，涉及反应的化学方程式有Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄、Cl₂+H₂O=HCl+HClO．
（3）图2甲是学过的验证铜与浓硝酸反应的装置，乙、丙是师生对演示实验改进后的装置：

①甲、乙、丙3个装置中共同发生的反应的化学方程式是Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
体现了浓硝酸的性质是酸性、强氧化性，往浅绿色的Fe（NO₃）₂溶液中，逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应是溶液颜色变黄加深
②和甲装置相比，乙装置的优点是可以控制反应进行；吸收NO₂气体，防止污染环境．
（4）图3所示是NH₃的两个性质实验，下列有关说法中正确的是C
A．两个实验均表现了NH₃易溶于水
B．两个实验均表现了NH₃易挥发
C．两个实验均表现了NH₃是碱性气体
D．两个实验均表现了NH₃是还原性气体．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺将SO₂氧化成SO₄^2-的，铁离子被还原生成亚铁离子，结合电荷守恒和原子守恒配平书写离子方程式；
（2）二氧化硫是酸性氧化物，溶于水生成亚硫酸显酸性，石蕊试液变红色，氯气具有氧化性能氧化二氧化硫生成硫酸，溶液红色褪去；
（3）①铜与浓硝酸的反应生成二氧化氮和硝酸铜，硝酸中氮元素化合价+5价变化为+4价做氧化剂，同时生成硝酸铜表现硝酸的酸性，往浅绿色的Fe（NO₃）₂溶液中，逐滴加入稀盐酸时，溶液中氢离子和硝酸根离子形成稀硝酸具有氧化性能氧化亚铁离子为铁离子，溶液颜色浅绿色变化为黄色；
②根据甲乙两个装置的不同点分析；
（4）图3中装置是氨气的喷泉实验，浓氨水易挥发，挥发出的氨气分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成白色烟氯化铵固体小颗粒．

解答 解：（1）Fe³⁺将SO₂氧化成SO₄^2-的，铁离子被还原生成亚铁离子，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）二氧化硫是酸性氧化物，溶于水生成亚硫酸显酸性，遇到石蕊试液变红色，向滴有紫色石蕊溶液的试管中通入SO₂气体，现象是紫色石蕊溶液变红，若再向其中滴入足量的氯水，氯气具有氧化性能氧化二氧化硫生成硫酸，现象是溶液红色褪去，过程中发生反应的化学方程式为：Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄； Cl₂+H₂O=HCl+HClO，
故答案为：紫色石蕊溶液变红；变红的溶液逐渐褪色；Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄；  Cl₂+H₂O=HCl+HClO；
（3）①甲、乙、丙三个装置中共同的一个反应是浓硝酸与铜片反应或是浓硝酸与铜丝反应，即Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，在硝酸的作用为显示了酸性和强氧化性，往浅绿色的Fe（NO₃）₂溶液中，逐滴加入稀盐酸时，氢离子和硝酸根离子形成硝酸具有强氧化性，能氧化亚铁离子为铁离子，溶液的颜色变化应是溶液颜色变黄加深
故答案为：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；酸性、强氧化性；溶液颜色变黄加深；
②甲、乙两个装置的差异在于：甲装置铜与浓硝酸反应使用的是铜片直接与浓硝酸反应，而乙装置则是可移动的铜丝与浓硝酸反应，其优点为便于控制，需要时插入酸液就反应，不需要时从酸液中移出即可；甲装置没有处理NO₂污染的装置，而乙装置用氢氧化钠溶液吸收产生的NO₂，能防止空气污染．
故答案为：可以控制反应；吸收NO₂气体，防止污染环境；
（4）图3中装置是氨气的喷泉实验，浓氨水易挥发，挥发出的氨气分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成白色烟氯化铵固体小颗粒，喷泉实验证明氨气极易溶于水，溶于水形成一水合氨弱碱溶液，滴加酚酞的溶液变红色，证明氨气是碱性气体，发烟实验证明浓氨水易挥发，氨气遇到氯化氢发生反应生成氯化铵，证明氨气是碱性气体，
故答案为：C．

点评 本题把实验知识与浓硝酸的性质、二氧化氮的性质、喷泉实验的发生等结合一起，具有很强的综合性，因而难度中等，需要细心审题，认真分析，侧重于考查学生的实验能力和对基础知识的综合应用能力．