Question

15．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下图所示：

（1）SO₂气体还原Fe³⁺生成的还原产物是Fe²⁺（填离子符号），参加反应的SO₂ 和Fe³⁺的物质的量之比是1：2．
（2）下列实验方案适用于在实验室制取所需SO₂的是BD（双选，填序号）．
A．Na₂SO₃溶液与HNO₃               B．Na₂SO₃固体与浓硫酸
C．固体硫在纯氧中燃烧            D．铜与热浓H₂SO₄
（3）装置C的作用是吸收SO₂尾气，防止污染空气．
（4）若要从A中所得溶液提取晶体，必须进行的实验操作步骤：蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥，在这一系列操作中没有用到的仪器有BF（双选，填序号）．
A 蒸发皿   B 石棉网   C 漏斗   D 烧杯   E 玻璃棒   F 坩埚
（5）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：往第二份试液加入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．
上述方案不合理的一个是方案①，原因是因为A的溶液中含有SO₂，SO₂也能使KMnO₄溶液褪色．
（6）上述装置中能表明I^-的还原性弱于SO₂的现象是B中蓝色溶液褪色．

Answer 1

分析 根据离子反应方程式得出Fe²⁺，根据物质的量之比等于计量数之比得出1：2；实验室制取气体要考虑操作方便、易控制、不能含杂质；有毒气体不能直接排空，要有尾气处理装置，装置中的物质与尾气极易发生反应；根据实验步骤回顾所需仪器；二氧化硫具有还原性，和氧化剂能发生氧化还原反应，能使高锰酸钾溶液、含碘的淀粉溶液褪色，现象明显，
（1）反应为2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，所以还原产物是Fe²⁺，参加反应的SO₂和Fe³⁺的物质的量之比是1：2；
（2）A、硝酸具有强氧化性，把亚硫酸钠氧化成硫酸钠，得不到二氧化硫；
B、浓硫酸虽具有强氧化性，但不能氧化亚硫酸钠，和亚硫酸钠发生复分解反应生成SO₂；
C、固体硫在纯氧中燃烧，操作不容易控制；
D、铜和浓硫酸在加热条件下可以制得二氧化硫．
（3）二氧化硫是酸性氧化物，具有刺激性气味，直接排放污染大气，能和碱反应生成盐和水，所以可用碱液处理二氧化硫，所以装置C的作用是吸收SO₂尾气，防止污染空气；
（4）操作步骤：蒸发需用到蒸发皿，冷却结晶需用到烧杯，过滤需用到漏斗、玻璃棒，故不需要石棉网和坩埚．
（5）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，所以不合理的是方案①，因为A的溶液中含有SO₂，SO₂也能使KMnO₄溶液褪色．
（6）I₂+SO₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄；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

解答 解：（1）2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，SO₂气体还原Fe³⁺生成的还原产物是Fe²⁺，参加反应的SO₂和Fe³⁺的物质的量之比等于计量数之比为1：2，
故答案为：Fe²⁺；1：2；
（2）A、硝酸具有强氧化性，把亚硫酸钠氧化成硫酸钠，得不到二氧化硫，故A错误；
B、浓硫酸虽具有强氧化性性，但不能氧化亚硫酸钠，和亚硫酸钠发生复分解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，故C错误；
D、Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，可以制备得到二氧化硫气体，故D正确，
故选BD，
故答案为：BD；
（3）二氧化硫是酸性氧化物具有刺激性气味，直接排放污染大气，能和碱反应生成盐和水，所以可用碱液处理二氧化硫，所以装置C的作用是吸收SO₂尾气，防止污染空气，
故答案为：吸收SO₂尾气，防止污染空气；
（4）操作步骤：蒸发需用到A 蒸发皿，E．玻璃棒，冷却结晶需用到烧杯，过滤需用到C．漏斗，D．烧杯，E．玻璃棒，故不需要B．石棉网、F．坩埚，
故答案为：BF；
（5）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，所以不合理的是方案①，因为A的溶液中含有SO₂，SO₂也能使KMnO₄溶液褪色，
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；
（6）I₂+SO₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄二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，故答案为：B中蓝色溶液褪色．

点评 本题考查的是二氧化硫的性质及实验室制法，二氧化硫有还原性，与强氧化剂发生氧化还原反应，还具有漂白性，经常与次氯酸的漂白性比较，题目难度中等．