Question

二氧化硫是重要的工業(yè)原料，探究其制備方法和性質(zhì)具有非常重要的意義．
（1）工業(yè)上用黃鐵礦（FeS₂，其中S元素為-l價）在高溫下和氧氣反應(yīng)制備SO₂：
4FeS₂+11O₂

高溫  .

8 SO₂+Fe₂O₃
，該反應(yīng)中被氧化的元素是

 

（填元素符號）．
當(dāng)該反應(yīng)轉(zhuǎn)移2.75mol電子時，生成的二氧化硫在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

 

L．
（2）實驗室中用如圖1裝置測定SO₂催化氧化為SO₃的轉(zhuǎn)化率．（已知SO₃熔點(diǎn)為16.8℃，假設(shè)氣體進(jìn)入裝置時分別被完全吸收，且忽略空氣中CO₂的影響．）
①：實驗過程中，需要通入氧氣．試寫出一個用如圖2裝置制取氧氣的化學(xué)方程式

 

．
②當(dāng)停止通入SO₂，熄滅酒精燈后，需要繼續(xù)通一段時間的氧氣，其目的是

 

．
③實驗結(jié)束后，若裝置D增加的質(zhì)量為m g，裝置E中產(chǎn)生白色沉淀的質(zhì)量為n g，則此條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率是

 

（用含字母的代數(shù)式表示，不用化簡）．
（3）某學(xué)習(xí)小組設(shè)計用如圖3裝置驗證二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)．
①能說明二氧化硫具有氧化性的實驗現(xiàn)象

 

．
②為驗證二氧化硫的還原性，充分反應(yīng)后取試管b中的溶液分成三份，
分別進(jìn)行如下實驗：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紅溶液，紅色褪去
方案Ⅲ：向第三份溶液加入BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀
上述方案中合理的是

 

（填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）； 試管b中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：二氧化硫的化學(xué)性質(zhì),含硫物質(zhì)的性質(zhì)及綜合應(yīng)用,制備實驗方案的設(shè)計

專題：氧族元素

分析：（1）氧化還原反應(yīng)中，化合價升高的元素在反應(yīng)中被氧化，根據(jù)電子守恒確定轉(zhuǎn)移電子的量與二氧化硫的量之間的關(guān)系；
（2）①氯酸鉀受熱分解可以獲得氧氣；
②為確保實驗的準(zhǔn)確度，要保證二氧化硫和三氧化硫的量的測定準(zhǔn)確；
③根據(jù)質(zhì)量守恒以及轉(zhuǎn)化率=

轉(zhuǎn)化為三氧化硫的二氧化硫的量

二氧化硫的總量

×100%來計算；
（3）①二氧化硫具有氧化性，可以和最低價的硫化鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
②氯氣具有氧化性，可以將二氧化硫氧化到最高價的硫酸；

解答： 解：（1）氧化還原反應(yīng)4FeS₂+11O₂

高溫  .

8SO₂+2Fe₂O₃中，化合價升高的Fe、S元素在反應(yīng)中被氧化，該反應(yīng)生成8mol的二氧化硫，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為44mol，所以當(dāng)該反應(yīng)轉(zhuǎn)移2.75mol電子時，生成的二氧化硫的物質(zhì)的量為0.5mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L，故答案為：Fe、S；11.2；
（2）①氯用圖2所示裝置制取氧氣，即加熱固體的方法制氧氣，可以讓氯酸鉀在二氧化錳催化下受熱分解獲得氧氣，方程式為：2KClO₃

MnO2  .

△

2KCl+3O₂↑，
故答案為：2KClO₃

MnO2  .

△

2KCl+3O₂↑；
②為確保實驗的準(zhǔn)確度，要保證二氧化硫和三氧化硫的量的測定準(zhǔn)確，當(dāng)停止通入SO₂，熄滅酒精燈后，需要繼續(xù)通一段時間的氧氣，可以讓裝置中的二氧化硫和三氧化硫充分被后面的裝置吸收，故答案為：使殘留在裝置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸收；
③裝置D增加的質(zhì)量為mg，及生成三氧化硫的質(zhì)量是mg，物質(zhì)的量是

mg

80g/mol

，裝置E中產(chǎn)生白色沉淀的質(zhì)量為ng，則吸收的二氧化硫的物質(zhì)的量是

ng

233g/mol

，則二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=

m 80

m 80 + n 233

×100%；
故答案為：

m 80

m 80 + n 233

×100%；
（3）①二氧化硫具有氧化性，可以和最低價的硫化鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成淡黃色的沉淀S，故答案為：試管a中出現(xiàn)淡黃色渾濁；
②方案I：向第一份溶液中加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成，可能是氯水中的氯離子產(chǎn)生的作用，
方案Ⅱ：向第二份溶液加入品紅溶液，紅色褪去，可以是氯水中含有的漂白性物質(zhì)次氯酸起的作用；
方案Ⅲ：向第三份溶液加入BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，證明溶液匯總出現(xiàn)硫酸根離子，是二氧化硫在酸性環(huán)境下和氯水反應(yīng)生成的，即SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-，故答案為：Ⅲ；SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-；

點(diǎn)評：本題考查了二氧化硫性質(zhì)應(yīng)用和實驗驗證，實驗設(shè)計的步驟和實驗方案的確定應(yīng)根據(jù)題干要求分析判斷，關(guān)鍵是讀懂題干信息，依據(jù)題干條件計算判斷，題目較難．