Question

二氧化硫是重要的工業原料，探究其制備方法和性質具有非常重要的意義。
(1)工業上用黃鐵礦(FeS₂，其中S元素為-l價)在高溫下和氧氣反應制備SO₂：
，該反應中被氧化的元素是    (填元素符號)。當該反應轉移2．75mol電子時，生成的二氧化硫在標準狀況下的體積為   L。
(2)實驗室中用下列裝置測定SO₂催化氧化為SO₃的轉化率。(已知SO₃熔點為16． 8℃，假設氣體進入裝置時分別被完全吸收，且忽略空氣中CO₂的影響。)

①簡述使用分液漏斗向圓底燒瓶中滴加濃硫酸的操作是             。
②實驗過程中，需要通入氧氣。試寫出一個用右圖所示裝置制取氧氣的化學方程式        。

③當停止通入SO₂，熄滅酒精燈后，需要繼續通一段時間的氧氣，其目的是           。
④實驗結束后，若裝置D增加的質量為m g，裝置E中產生白色沉淀的質量為n g，則此條件下二氧化硫的轉化率是   (用含字母的代數式表示，不用化簡)。
(3)某學習小組設計用如右圖裝置驗證二氧化硫的化學性質。
①能說明二氧化硫具有氧化性的實驗現象為              。
②為驗證二氧化硫的還原性，充分反應后，取試管b中的溶液分成三份，分別進行如下實驗：

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，產生白色沉淀
上述方案中合理的是     (填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)；試管b中發生反應的離子方程式為          。
③當通入二氧化硫至試管c中溶液顯中性時，該溶液中c(Na⁺)=              （用含硫微粒濃度的代數式表示)。）】

Answer 1

(18分)（1）S、Fe（2分）；  11.2 （2分）
（2）①打開分液漏斗上的活塞，旋開分液漏斗的旋塞，緩慢滴加。（2分）
②2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂＋O₂ ↑或2KClO₃2KCl＋3O₂↑（2分）
③使殘留在裝置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸收。（2分）  ④（2分）
( 3 ) ①a試管中有淡黃色沉淀生成。（1分）
②Ⅲ合理（1分）， Cl₂＋SO₂＋2H₂O=4H^＋＋2Cl^－＋SO₄^2－（2分）
③c(Na⁺)="2" C(SO₃^2-)+ C(HSO₃^-) （2分）

解析試題分析：（1）根據方程式可知，S元素的化合價從－1價升高到＋4價，失去5個電子。鐵元素的化合價從＋2價升高到＋3價，失去1個電子，所以該反應中被氧化的元素是S和Fe。1mol還原劑失去11mol電子，得到2molSO₂，所以當該反應轉移2．75mol電子時，生成的二氧化硫在標準狀況下的體積為。
（2）①要使分液漏斗中的液體順利滴下，則要首先打開打開分液漏斗上的活塞，所以正確的操作是打開分液漏斗上的活塞，旋開分液漏斗的旋塞，緩慢滴加。
②根據裝置的特點可知，該裝置適合于固體和固體加熱制備氣體的，所以應該的化學方程式應該是2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂＋O₂ ↑或2KClO₃2KCl＋3O₂↑。
③由于裝置中還殘留沒有被吸收的SO₂和三氧化硫，因此需要繼續通一段時間的氧氣的目的是使殘留在裝置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸收。
④D裝置增加的質量是三氧化硫的的質量，E中產生的白色沉淀是硫酸鋇，則根據S原子守恒可知，SO₂的轉化率應該是。
（3）①SO₂具有氧化性，能把硫離子氧化生成單質S沉淀，所以能說明二氧化硫具有氧化性的實驗現象為a試管中有淡黃色沉淀生成。
②氯水中移動含有氯離子，和硝酸銀溶液一定生成白色沉淀，方案I不正確；氯水還具有強氧化性，能使品紅溶液褪色，則方案Ⅱ也不正確；向第三份溶液加入BaCl₂溶液，產生白色沉淀，白色沉淀一定是硫酸鋇，即SO₂被氧化生成硫硫酸，所以方案Ⅲ合理。反應的方程式是Cl₂＋SO₂＋2H₂O=4H^＋＋2Cl^－＋SO₄^2－。
③根據電荷守恒可知c(H^＋)＋c(Na⁺)＝2c(SO₃^2-)+ c(HSO₃^-)＋c(OH^－)，由于溶液顯中性，則c(H^＋)＝c(OH^－)，所以c(Na⁺)＝2c(SO₃^2-)+ c(HSO₃^-)。
考點：考查氧化還原反應的判斷和計算，基本實驗操作、氧氣的制備，SO₂性質的探究以及溶液中離子濃度的關系和有關計算
點評：該題是高考中的常見題型，難度大，綜合性強，對學生的要求高。試題在注重對基礎知識鞏固和訓練的同時，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，有利于培養學生規范嚴謹的實驗設計能力以及評價能力。該類試題主要是以常見儀器的選用、實驗基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點考查實驗基本操作的規范性和準確性及靈活運用知識解決實際問題的能力。綜合性強，理論和實踐的聯系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學生必須認真、細致的審題，聯系所學過的知識和技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能得出正確的結論。