Question

某興趣小組探究SO₂氣體還原Fe³⁺、I₂，他們使用的藥品和裝置如圖所示：

（1）SO₂氣體還原Fe³⁺反應的還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物分別是

 

、

 

（填離子符號）．
（2）下列實驗方案可以用于在實驗室制取所需SO₂的是

 

．
A．Na₂SO₃溶液與HNO₃    B．硫在空氣中燃燒    C．Na₂SO₃固體與濃硫酸
（3）裝置C的作用是

 

．
（4）如果有280mL SO₂氣體（已折算為標態(tài)）進入C裝置中，則C中，50mL NaOH溶液的濃度至少為

 

mol/L才能達到目的．
（5）在上述裝置中通入過量的SO₂，為了驗證A中SO₂與Fe³⁺發(fā)生了氧化還原反應，他們取A中的溶液，分成三份，并設計了如下實驗：
方案①：往第一份試液中加入KMnO₄溶液，紫紅色褪去．
方案②：往第一份試液加入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅．
方案③：往第二份試液加入用稀鹽酸酸化的BaCl₂，產(chǎn)生白色沉淀．
上述方案不合理的是

 

，原因是

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計,二氧化硫的化學性質

專題：實驗設計題

分析：（1）根據(jù)裝置A反應的離子方程式SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺進行解答；
（2）實驗室制取氣體要考慮操作方便、易控制、不能含雜質；
（3）二氧化硫具有刺激性氣味，污染空氣，用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫，防止空氣污染；
（4）保證二氧化硫吸收充分，二氧化硫和氫氧化鈉的反應為：SO₂+NaOH=NaHSO₃，據(jù)此計算解答；
（5）二氧化硫能與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應使高錳酸鉀溶液褪色，F(xiàn)e²⁺也使高錳酸鉀溶液褪色．

解答： 解：（1）二氧化硫與鐵離子反應的離子方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，反應中鐵離子被氧化成亞鐵離子，所以還原產(chǎn)物為亞鐵離子；氧化產(chǎn)物是SO₄^2-，
故答案為：Fe²⁺；SO₄^2-；
（2）A．硝酸具有強氧化性，能夠將亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉，無法得到二氧化硫氣體，故A錯誤；
B．固體硫在純氧中燃燒，操作不容易控制，且無法獲得純凈的二氧化硫，故B錯誤；
C．濃硫酸雖具有強酸性，且濃硫酸不揮發(fā)，亞硫酸鈉溶液與濃硫酸能夠反應生成二氧化硫氣體，故C正確；
故答案為：C；
（3）二氧化硫氣體是酸性氧化物，具有刺激性氣味，直接排放會污染大氣，由于二氧化硫能和堿反應生成鹽和水，可用堿液處理二氧化硫，所以裝置C的作用為：吸收SO₂尾氣，防止污染空氣，
故答案為：除去多余的SO₂，防止污染大氣；
（4）如果有280mL即0.0125molSO₂氣體（已折算為標態(tài)）進入C裝置中，則C中，SO₂+NaOH=NaHSO₃，至少需要氫氧化鈉的物質的量是0.0125mol，濃度是

0.0125mol

0.05L

=0.25mol/L，故答案為：0.25；
（5）二氧化硫有還原性，高錳酸鉀有強氧化性，二氧化硫能與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應使高錳酸鉀溶液褪色，F(xiàn)e²⁺也使高錳酸鉀溶液褪色，所以方案①不合理，
故答案為：方案①；因為A的溶液中含有SO₂，SO₂也能使KMnO₄溶液褪色．

點評：本題考查了物質性質實驗方案的設計，題目難度中等，試題涉及氧化還原反應的計算、氧化性還原性強弱比較、性質實驗方案的設計與評價等知識，側重學生分析能力和計算能力的考查，明確掌握濃硫酸的性質、二氧化硫的檢驗方法等知識為解答本題關鍵．