Question

二氧化硫是重要的工业原料，探究其制备方法和性质具有非常重要的意义．
（1）工业上用黄铁矿（FeS₂，其中S元素为-l价）在高温下和氧气反应制备SO₂：
4FeS₂+11O₂

高温  .

8 SO₂+Fe₂O₃
，该反应中被氧化的元素是

 

（填元素符号）．
当该反应转移2.75mol电子时，生成的二氧化硫在标准状况下的体积为

 

L．
（2）实验室中用如图1装置测定SO₂催化氧化为SO₃的转化率．（已知SO₃熔点为16.8℃，假设气体进入装置时分别被完全吸收，且忽略空气中CO₂的影响．）
①：实验过程中，需要通入氧气．试写出一个用如图2装置制取氧气的化学方程式

 

．
②当停止通入SO₂，熄灭酒精灯后，需要继续通一段时间的氧气，其目的是

 

．
③实验结束后，若装置D增加的质量为m g，装置E中产生白色沉淀的质量为n g，则此条件下二氧化硫的转化率是

 

（用含字母的代数式表示，不用化简）．
（3）某学习小组设计用如图3装置验证二氧化硫的化学性质．
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象

 

．
②为验证二氧化硫的还原性，充分反应后取试管b中的溶液分成三份，
分别进行如下实验：方案I：向第一份溶液中加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成
方案Ⅱ：向第二份溶液加入品红溶液，红色褪去
方案Ⅲ：向第三份溶液加入BaCl₂溶液，产生白色沉淀
上述方案中合理的是

 

（填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）； 试管b中发生反应的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：二氧化硫的化学性质,含硫物质的性质及综合应用,制备实验方案的设计

专题：氧族元素

分析：（1）氧化还原反应中，化合价升高的元素在反应中被氧化，根据电子守恒确定转移电子的量与二氧化硫的量之间的关系；
（2）①氯酸钾受热分解可以获得氧气；
②为确保实验的准确度，要保证二氧化硫和三氧化硫的量的测定准确；
③根据质量守恒以及转化率=

转化为三氧化硫的二氧化硫的量

二氧化硫的总量

×100%来计算；
（3）①二氧化硫具有氧化性，可以和最低价的硫化钠发生氧化还原反应；
②氯气具有氧化性，可以将二氧化硫氧化到最高价的硫酸；

解答： 解：（1）氧化还原反应4FeS₂+11O₂

高温  .

8SO₂+2Fe₂O₃中，化合价升高的Fe、S元素在反应中被氧化，该反应生成8mol的二氧化硫，转移电子的物质的量为44mol，所以当该反应转移2.75mol电子时，生成的二氧化硫的物质的量为0.5mol，在标准状况下的体积为11.2L，故答案为：Fe、S；11.2；
（2）①氯用图2所示装置制取氧气，即加热固体的方法制氧气，可以让氯酸钾在二氧化锰催化下受热分解获得氧气，方程式为：2KClO₃

MnO2  .

△

2KCl+3O₂↑，
故答案为：2KClO₃

MnO2  .

△

2KCl+3O₂↑；
②为确保实验的准确度，要保证二氧化硫和三氧化硫的量的测定准确，当停止通入SO₂，熄灭酒精灯后，需要继续通一段时间的氧气，可以让装置中的二氧化硫和三氧化硫充分被后面的装置吸收，故答案为：使残留在装置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸收；
③装置D增加的质量为mg，及生成三氧化硫的质量是mg，物质的量是

mg

80g/mol

，装置E中产生白色沉淀的质量为ng，则吸收的二氧化硫的物质的量是

ng

233g/mol

，则二氧化硫的转化率=

m 80

m 80 + n 233

×100%；
故答案为：

m 80

m 80 + n 233

×100%；
（3）①二氧化硫具有氧化性，可以和最低价的硫化钠发生氧化还原反应，生成淡黄色的沉淀S，故答案为：试管a中出现淡黄色浑浊；
②方案I：向第一份溶液中加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成，可能是氯水中的氯离子产生的作用，
方案Ⅱ：向第二份溶液加入品红溶液，红色褪去，可以是氯水中含有的漂白性物质次氯酸起的作用；
方案Ⅲ：向第三份溶液加入BaCl₂溶液，产生白色沉淀，证明溶液汇总出现硫酸根离子，是二氧化硫在酸性环境下和氯水反应生成的，即SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-，故答案为：Ⅲ；SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-；

点评：本题考查了二氧化硫性质应用和实验验证，实验设计的步骤和实验方案的确定应根据题干要求分析判断，关键是读懂题干信息，依据题干条件计算判断，题目较难．