Question

4．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）装置E的作是安全瓶，防止倒吸．装置F中为NaOH溶液．
（2）装置B的作用之一是观察SO₂的生成速率，其中的液体最好选择C
A．蒸馏水                  B．饱和Na₂SO₃溶液
C．饱和NaHSO₃溶液          D．饱和NaHCO₃溶液
（3）SO₂气体还原Fe3+反应的产物是Fe²⁺、SO₄^2-（填离子符号）．
（4）在上述装置中通入过量的SO₂为了验证C中SO₂与Fe³⁺发生了氧化还原反应，他们取C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：往第二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SO₂、Fe²⁺都能使酸性高锰酸钾褪色．
（5）能表明I-的还原性弱于SO₂的现象是D中蓝色褪去，写出有关离子方程式：I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-．

Answer 1

分析 A装置：制取二氧化硫，B装置：观察SO₂的生成速率，C装置：SO₂气体还原Fe³⁺，D装置：SO₂气体还原I₂，E装置：防止倒吸，F装置：吸收尾气．
（1）有缓冲装置能防止倒吸；二氧化硫有毒不能直接排空，应该用碱液吸收；
（2）二氧化硫能溶于水生成亚硫酸，为防止二氧化硫溶解，应该用亚硫酸氢钠溶液洗气；
（3）二氧化硫具有还原性、铁离子具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成硫酸根离子和亚铁离子；
（4）亚铁离子和KSCN溶液不反应，但能被氯水氧化生成铁离子，铁离子和KSCN溶液反应生成血红色溶液；亚硫酸钡和稀盐酸反应，二氧化硫和亚铁离子都和酸性高锰酸钾溶液反应；
（5）同一可逆反应中，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，根据D中溶液颜色变化判断．

解答 解：（1）E中左侧为短导管可防止液体倒吸；F中盛放NaOH溶液进行尾气处理，防止含硫化合物排放在环境中，从而保护环境，
故答案为：安全瓶，防止倒吸；NaOH；
（2）二氧化硫能溶于水生成亚硫酸，二氧化硫和亚硫酸钠、碳酸氢钠反应，为防止二氧化硫溶解，应该用亚硫酸氢钠溶液洗气，
故选C；
（3）二氧化硫具有还原性、铁离子具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成硫酸根离子和亚铁离子，
故答案为：Fe²⁺、SO₄^2-；
（4）方案①往第一份试液中加入KMnO₄溶液，紫红色褪去，原来溶液中有二氧化硫，二氧化硫和亚铁离子都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而导致酸性高锰酸钾溶液褪色，所以不能确定哪种微粒其作用，故错误；
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，亚铁离子和KSCN不反应，铁离子和KSCN反应生成血红色溶液，所以可以检验溶液中存在亚铁离子，故正确；
方案③：往第二份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl₂，产生白色沉淀，亚硫酸根离子和氯化钡不反应，硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀，且不溶于稀盐酸，所以可以检验溶液中存在硫酸根离子，故正确；
所以实验方案①不合理，
故答案为：方案①；SO₂、Fe²⁺都能使酸性高锰酸钾褪色；
（5）I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-中还原剂是二氧化硫、还原产物是碘离子，所以还原性SO₂＞I^-，碘遇淀粉试液变蓝色，所以看到的现象是D中蓝色褪去，离子反应方程式为I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-，
故答案为：D中蓝色褪去；I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-．

点评 本题考查性质实验方案设计，侧重考查学生对实验方案的设计、评价，明确物质性质是解本题关键，注意（4）题为易错点，同时考查学生思维的缜密性，题目难度中等．