Question

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）装置C的作用是

 

．
（2）若要从FeSO₄溶液获得FeSO₄?7H₂O晶体，必须进行的实验操作步骤：

 

、

 

、过滤、洗涤、自然干燥．
（3）根据以上现象，该小组同学认为SO₂ 与 FeCl₃溶液发生氧化还原反应．
①写出SO₂与FeCl₃溶液反应的离子方程式

 

；
②请写出检验A烧杯中有Fe²⁺生成的操作方法

 

；
③该小组同学向C烧杯反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl₂溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了SO₄^2-．该做法

 

（填“合理”或“不合理”），理由是

 

．
（4）能表明I^-的还原性弱于SO₂的现象是

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）二氧化硫具有刺激性气味，污染空气，用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫，防止空气污染；
（2）从FeSO₄溶液获得FeSO₄?7H₂O晶体，进行蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤、自然干燥就得到FeSO₄?7H₂O，回收硫酸亚铁；
（3）①根据装置A二氧化硫具有还原性，三价铁具有氧化性结合氧化还原反应书写离子方程式；
②一般检验有Fe²⁺生成先用KSCN溶液无现象，再用氯水氧化亚铁离子生产三价铁溶液变红来检验，但是现在溶液中还可能含有三价铁，所以不能用KSCN溶液和氯水来检验，选用高锰酸钾溶液利用高锰酸钾的强氧化性判断；
③亚硫酸根能与硝酸发生氧化还原反应生产硫酸根；
（4）B中蓝色褪去，说明二氧化硫和碘单质反应，依据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物分析．

解答： 解：（1）二氧化硫气体是酸性氧化物，具有刺激性气味，直接排放会污染大气，由于二氧化硫能和碱反应生成盐和水，可用碱液处理二氧化硫，所以装置C的作用为：吸收SO₂尾气，防止污染空气，
故答案为：除去多余的SO₂，防止污染大气；
（2）蒸发蒸发浓缩、冷却结晶是从溶液中获得晶体常采用的方法，产生沉淀后通过过滤实现分离，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；
（3）①因为二氧化硫具有还原性，三价铁具有氧化性，则二氧化硫与铁离子反应的离子方程式为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，故答案为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
②一般检验有Fe²⁺生成先用KSCN溶液无现象，再用氯水氧化亚铁离子生产三价铁溶液变红来检验，但是现在溶液中还可能含有三价铁，所以不能用KSCN溶液和氯水来检验，选用高锰酸钾溶液，具体操作为：取A烧杯中少量溶液，滴加高锰酸钾溶液，如果退色则说明含有二价铁离子，反之没有；故答案为：取A烧杯中少量溶液，滴加高锰酸钾溶液，如果退色则说明含有二价铁离子，反之没有；
③亚硫酸根能与硝酸发生氧化还原反应生产硫酸根，所以不可证明反应生成了SO₄^2-，该方法不合理，故答案为：不合理；硝酸具有氧化性，亚硫酸根可以被硝酸氧化成硫酸根离子；
（4）B中蓝色褪去，说明二氧化硫和碘单质反应，I₂+SO₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄，依据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物，二氧化硫还原性大于碘离子，故答案为：B中蓝色褪去．

点评：本题考查了物质性质实验方案的设计，题目难度中等，试题涉及氧化还原方程式书写、氧化性还原性强弱比较、性质实验方案的设计与评价等知识，侧重学生分析能力和计算能力的考查，明确掌握二氧化硫的性质等知识为解答本题关键．