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+反应的产物是Fe2+.SO42-．(2)下列实验方案可以用于在实验室制取所需SO2的是BD．A．Na2SO3溶液与HNO3 B．Na2SO3固体与70%浓硫酸C．固体硫在纯氧中燃烧 D．铜与浓H2SO4共热(3)装置C的作用是除去多余的SO2.防止污染大气� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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⁺反应的产物是Fe²⁺、SO₄^2-（填离子符号）．
（2）下列实验方案可以用于在实验室制取所需SO₂的是BD．
A．Na₂SO₃溶液与HNO₃　　　　　B．Na₂SO₃固体与70%浓硫酸
C．固体硫在纯氧中燃烧　　　　D．铜与浓H₂SO₄共热
（3）装置C的作用是除去多余的SO₂，防止污染大气．
（4）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：往第一份试液加入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．
（5）能表明I^-的还原性弱于SO₂的现象是装置B中溶液蓝色褪去，写出有关离子方程式：I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-．

分析（1）根据装置A反应的离子方程式SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺进行解答；
（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）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；
（5）二氧化硫能使含有碘的淀粉溶液褪色，说明发生了氧化还原反应，根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性分析．

解答解：（1）二氧化硫与铁离子反应的离子方程式为2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，反应中铁离子被氧化成亚铁离子，所以还原产物为亚铁离子；氧化产物是SO₄^2-，SO₂气体还原Fe³⁺反应的产物是Fe²⁺、SO₄^2-，故答案为：Fe²⁺；SO₄^2-；
（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，所以装置C的作用为：吸收SO₂尾气，防止污染空气，
故答案为：除去多余的SO₂，防止污染大气；
（4）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，
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；
（5）二氧化硫能使含有碘的淀粉溶液褪色，说明发生了氧化还原反应，碘是氧化剂，二氧化硫是还原剂，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，其反应的离子方程式为：I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-；
故答案为：装置B中溶液蓝色褪去；I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-．

点评本题考查了物质性质实验方案的设计，题目难度中等，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．

练习册系列答案

4．工业上用钛铁精矿（FeTiO₃）提炼TiO₂的工艺流程如下：

（1）写出硫酸浸溶解钛铁精矿的离子方程式FeTiO₃+6H⁺=Fe²⁺+Ti⁴⁺+3H₂O，酸浸时为了提高浸出率，可以采取的措施为增大硫酸浓度/升高温度/边加硫酸边搅拦/增加浸出时间等．
（2）钛铁精矿后冷却、结晶得出的副产物A为FeSO₄•7H₂O，结晶析出A时，为保持较高的酸度不能加水，其原因可能为防止Ti（SO₄）₂水解、减少FeSO₄•7H₂O的溶解量．
（3）滤液水解时往往需加大量水稀释同时加热，其目的是促进Ti⁴⁺水解趋于完全，得到更多的H₂TiO₃沉淀．
（4）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是水解得到的稀硫酸可以循环使用．
（5）工业上将TiO₂和炭粉混合加热氯化生成的TiCl₄，然后在高温下用金属镁还原TiCl₄得到金属钛，写出TiO₂制备Ti的化学方程式：TiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl₄+2CO；TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ti+2MgCl．

1．软锰矿的主要成分为MnO₂，工业可用其按如下方法制备高锰酸钾：

a．将软锰矿初选后粉碎，与固体苛性钾混合，加入反应釜中敞口加热至熔融，并保持熔融状态下搅拌25～30min，冷却得墨绿色熔渣（主要成分为K₂MnO₄）；
b．将熔渣粉碎，加入去离子水溶解，充分搅拌后过滤得墨绿色滤液1；
c．取适量70%硫酸，加入滤液1中，边加边搅拌，直至不再产生棕褐色沉淀，过滤，得紫色滤液2；
d．提纯滤液2即可得高锰酸钾粗品．
根据上述内容回答下列问题：
（1）步骤a中，反应物熔融状态下搅拌的目的是：使熔融物充分接触空气，用化学方程式表示出MnO₂转化为K₂MnO₄的反应原理：2MnO₂+4KOH+O₂$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2K₂MnO₄+2H₂O．
（2）粉碎后的软锰矿与苛性钾置于C中进行加热．
A．陶瓷反应釜 B．石英反应釜 C．铁制反应釜
（3）写出步骤c中反应的离子方程式：3MnO₄^2-+4H⁺$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2MnO₄^-+MnO₂+2H₂O．
（4）步骤d中由滤液2得到高锰酸钾粗品的主要操作步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（5）若将母液循环使用，可能造成的问题是：导致K₂SO₄逐渐积累，结晶时随产品析出，降低高锰酸钾纯度．
（6）早先有文献报道：步骤a中加入KClO₃固体会缩短流程时间以及提高高锰酸钾的产率，但从绿色化学角度考虑后，现在工厂中一般不采用此法，你认为这种方法不符合绿色化学的原因是：以KClO₃为氧化剂会使滤渣中含有大量KCl，溶解酸化时，Cl^-被氧化会产生大量氯气．

8．

某同学查阅资料后设计了一条1-丁醇的合成路线：
CH₃CH=CH₂+CO+H₂$\stackrel{一定条件}{→}$CH₃CH₂CH₂CHO$→_{Ni△}^{H_{2}}$CH₃CH₂CH₂CH₂OH．
其中CO的制备方法：HCOOH$→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H₂O．
请填写下列空白：
（1）利用以上装置制备CO、丙烯等原料气体，装置中a的作用导管a平衡分液漏斗内压强，使分液漏斗内的液体顺利滴下；b的作用安全瓶b防止实验过程中c中液体倒吸入反应装置．
（2）制丙烯时，伴随的副反应还产生少量SO₂、CO₂及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是④⑤①③②（或④⑤①⑤③②）（填序号）．
①饱和Na₂SO₃溶液　②酸性KMnO₄溶液　③石灰水　④无水CuSO₄　⑤品红溶液
（3）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是D．
A．高温、常压、催化剂 B．适当的温度、常压、催化剂
C．低温、高压、催化剂 D．适当的温度、高压、催化剂
（4）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品，为纯化1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R-CHO+NaHSO₃（饱和）→RCH（OH）SO₃Na↓；
②沸点：乙醚34℃，1-丁醇118℃，并设计出如下提纯路线：

试剂1为饱和NaHSO₃溶液，操作2为萃取，操作3为蒸馏．

18．已知三种元素，其原子最外层电子数之和为17，核内质子数之和为31，满足上述条件的一组元素是（　　）

5．下列反应不属于氧化还原反应的是（　　）

	A．	2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
	B．	Ca（O H）₂+2NH₄Cl=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O
	C．	Fe₂O₃+3CO $\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
	D．	Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O

2．硫有多种形式的单质，其中一种分子为S6，则下列说法中正确的是（　　）

	A．	此物质与单质硫为同素异形体
	B．	1mol这种硫单质与阿伏伽德罗常数个水分子所含的原子数相等
	C．	这种分子的摩尔质量为192g
	D．	在标准状况下，1mol这种硫单质的体积为22.4L．

3．下列对水体污染物的处理方法中，不正确的是（　　）

	A．	含有重金属离子的废水用明矾处理		B．	含Cu²⁺、Fe³⁺的废水用沉淀法处理
	C．	含有细菌的污水用臭氧杀菌		D．	含盐酸的酸性废水用中和法处理

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