Question

10．無水氯化鋁是一種重要的化工原料，工業(yè)上利用明礬石制備無水氯化鋁的流程如圖，請回答下列問題：

（1）實驗室中，可制得C1₂的組合是①②③④（填代號）．
①MnO₂和濃鹽酸混合共熱    ②MnO₂、NaCl和濃硫酸混合共熱
③NaClO和鹽酸混合共熱     ④漂白粉和硫酸混合共熱
（2）吸收焙燒爐中產(chǎn)生的尾氣，下列裝置合理的是ad（填代號）．

（3）寫出氧化爐中反應(yīng)的化學(xué)方程式3C+Al₂O₃+3Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO+2AlCl₃．
（4）生產(chǎn)氯化鋁的過程中焙燒爐和氯化爐中產(chǎn)生的SO₂、C1₂等大氣污染物，若將二者按照一定比例通入水中可減少污染．試設(shè)計簡單實驗檢驗二者是否恰好完全反應(yīng)，簡要描述實驗步驟、現(xiàn)象和結(jié)論取二者溶于水后的溶液少許置于試管中，向其中加入品紅溶液，若品紅不褪色，說明二者恰好完全反應(yīng)，否則，兩者未完全反應(yīng)（儀器自選）．
可供選擇試劑如下：
①滴加酚酞的氫氧化鈉溶液  ②氯化亞鐵溶液  ③硫氰化鉀溶液  ④品紅溶液
（5）某同學(xué)設(shè)計用如圖裝置驗證二氧化硫的某些化學(xué)性質(zhì)．

①能說明二氧化硫具有氧化性的實驗現(xiàn)象為b中出現(xiàn)淡黃色沉淀．
②寫出a瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
③充分反應(yīng)后，取a瓶中的溶液分成三份，分別進行如下實驗．
實驗I：向第一份溶液中加入足量的NaOH溶液，生成白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色．
實驗II：向第二份溶液中加入少量KMnO₄溶液，紫色褪去．
實驗III：向第三份溶液中加入BaCl₂溶液，生成白色沉淀．
上述實驗中能充分證明二氧化硫具有還原性的是：Ⅰ和Ⅱ（填實驗代號）．

Answer 1

分析 本題是探究利用明礬石制備無水氯化鋁的實驗操作題，涉及利用SO₂能使品紅褪色來檢驗SO₂、因SO₂易溶解水因此吸收SO₂時要設(shè)計防倒吸裝置、利用氯化爐發(fā)生的氧化還原反應(yīng)制備氯化鋁，另外還設(shè)計實驗探究了SO₂的氧化性和還原性，據(jù)此分析解答，
（1）根據(jù)MnO₂和濃鹽酸混合共熱和次氯酸根、氫離子、氯離子混合可以制得C1₂分析；
（2）根據(jù)裝置能否防止溶液倒吸分析解答；
（3）由流程圖可知，氯化爐中氧化鋁、碳、氯氣反應(yīng)生成氯化鋁、CO，結(jié)合質(zhì)量守恒定律寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（4）二氧化硫溶液與氯水都可以使品紅溶液褪色，據(jù)此設(shè)計實驗；
（5）①b中硫化鈉溶液里S^2-具有還原性，遇SO₂會有淡黃色的硫析出；
②二氧化硫能被硫酸鐵溶液氧化，生成硫酸根離子和亞鐵離子；
③實驗Ⅰ中有氫氧化亞鐵沉淀生成，實驗Ⅱ中有亞鐵離子生成，都說明二氧化硫?qū)㈣F離子還成亞鐵離子，說明二氧化硫具有還原性，
實驗Ⅰ：亞鐵離子與氫氧化鈉生成氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵被空氣氧化成氫氧化鐵；
實驗Ⅱ：亞鐵離子與KMnO₄（H₂SO₄酸化）溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，高錳酸鉀溶液褪色；
實驗Ⅲ：硫酸根離子與氯化鋇生成硫酸鋇沉淀．

解答 解：（1）①MnO₂和濃鹽酸混合共熱生成氯化錳、氯氣和水，故正確；
②NaCl和濃硫酸混合共熱能生成濃鹽酸再與MnO₂混合共熱生成氯化錳、氯氣和水，故正確；
③NaClO和鹽酸混合共熱，其中次氯酸根、氫離子、氯離子混合反應(yīng)生成氯氣和水，故正確；
④漂白粉和硫酸混合共熱，其中次氯酸根、氫離子、氯離子混合反應(yīng)生成氯氣和水，故正確；
故選：①②③④；
（2）a．干燥管球形處容積較大，溶液倒吸后會于燒杯內(nèi)的液體分離，由重力作用又回到燒杯內(nèi)，可以防止倒吸，故a正確；
b．廣口瓶中進氣管長，出氣管短，不能防止倒吸，應(yīng)進氣管短，故b錯誤；
c．導(dǎo)管直接伸入液面內(nèi)，會發(fā)生倒吸危險，故c錯誤；
d．二氧化硫經(jīng)過四氯化碳后，被氫氧化鈉溶液吸收，可以防止倒吸，故d正確，
故選：ad；
（3）由流程圖可知，氯化爐中氧化鋁、碳、氯氣反應(yīng)生成氯化鋁、CO，反應(yīng)方程式為：3C+Al₂O₃+3Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO+2AlCl₃，故答案為：3C+Al₂O₃+3Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO+2AlCl₃；
（4）取二者溶于水后的溶液少許置于試管中，向其中加入品紅溶液，若品紅不褪色，說明二者恰好完全反應(yīng)，否則，兩者未完全反應(yīng)，
故答案為：取二者溶于水后的溶液少許置于試管中，向其中加入品紅溶液，若品紅不褪色，說明二者恰好完全反應(yīng)，否則，兩者未完全反應(yīng)；
（5）①硫化鈉溶液里通SO₂發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SO₂+2S^2-+2H2O=3S↓+4OH^-，此反應(yīng)體現(xiàn)了SO₂的氧化性，看到的現(xiàn)象是b中出現(xiàn)淡黃色沉淀，故答案為：b中出現(xiàn)淡黃色沉淀；
②二氧化硫能被硫酸鐵溶液氧化，生成硫酸根離子和亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
③實驗Ⅰ中有氫氧化亞鐵沉淀生成，實驗Ⅱ中有亞鐵離子生成，都說明二氧化硫?qū)㈣F離子還成亞鐵離子，說明二氧化硫具有還原性，所以實驗Ⅰ和Ⅱ都說明二氧化硫具有還原性，故答案為：Ⅰ和Ⅱ．

點評 本題考查化學(xué)與技術(shù)、實驗制備方案設(shè)計等，是對學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)與靈活運用能力，題目難度中等．