Question

研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。

I.利用下图装置模拟工业生产中SO₂催化氧化的反应并研究SO₂的性质：

（熔点：SO₂ －76.1℃，SO₃ 16.8℃；沸点：SO₂  －10℃，SO₃  45℃）

（1）甲同学按I、II、III、IV的顺序连接装置，装置II的作用是_________；装置III中溶液逐渐褪色，证明二氧化硫具有___________性。

（2）乙同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置(装置Ⅱ中充分冷却)，若装置Ⅳ中有40 mL 3.0mol/L NaOH溶液，反应后增重5.12 g，则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是_______________。

（3）某同学将足量的SO₂通入一支装有氯化钡溶液的试管中，未见沉淀生成。向该试管中加入足量________（填字母），便能产生沉淀。

A．硫化钠溶液     B．氨水     C．盐酸     D．硝酸钾溶液

Ⅱ．为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：

称取铁钉(碳素钢)6g放入15mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。

（4）甲同学认为X中除Fe^3＋外还可能含有Fe^2＋。若要确认其中的Fe^2＋应选用________（填序号）。

a．KSCN溶液和氯水         b．氢氧化钠溶液

c．酸性KMnO₄溶液         d．铁粉和KSCN溶液

（5）乙同学取784mL(标准状况)气体Y通入足量H₂O₂水溶液中，然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体4.66g。由此推知气体Y中SO₂的体积百分数为____________。（保留小数点后一位）

（6）分析上述实验中SO₂体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H₂和CO₂气体,产生CO₂的理由是_______________(用化学方程式表示)

Answer

（1）使SO3凝结成固体与SO2分离（1分）；还原性（2分）

（2）2SO2+3NaOH=Na2SO3 +NaHSO3+H2O（2分）

（3）ABD（3分） （4）c（2分）

（5）57.1%（2分）（6）C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O(2分)

【解析】

试题分析：（1）二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫的熔点较低，所以可以用冰水浴冷凝使SO3凝结成固体与SO2分离；二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色表现了二氧化硫的还原性。

（2）氢氧化钠的物质的量为3.0×0.04=0.12mol，吸收二氧化硫的质量为5.12克，即5.12÷64=0.08 mol，所以二氧化硫和氢氧化钠按0.0.8:0.12=2:3反应生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，方程式为2SO2+3NaOH=Na2SO3 +NaHSO3+H2O。

（3）二氧化硫和氯化钡不反应，但加入硫化钠，亚硫酸根离子和硫离子可以反应生成硫沉淀，加入氨水和二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵和氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀。加入盐酸不反应，加入硝酸钾，酸性条件下，硝酸根离子和二氧化硫反应生成硫酸根离子，硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀，所以选ABD。

（4）a、因为有铁离子，加入硫氰化钾显红色，不能再检验亚铁离子，错误。B、加入氢氧化钠溶液，铁离子反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，而氢氧化亚铁的白色观察不明显，错误。C、酸性高锰酸钾和亚铁离子反应，溶液的紫色退去，能检验亚铁离子，正确；D、铁离子和铁反应生成亚铁离子，不能检验原来是否存在亚铁离子，错误。所以选c。

（5）二氧化硫和过氧化氢反应生成硫酸，硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，4.66克硫酸钡的物质的量为4.66÷233=0.02mol，则二氧化硫为0.02mol，体积为0.02×22.4=448毫升，体积分数=448 ÷784=57.1%。

（6）因为铁质材料中含有碳，碳能和浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化碳，方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。

考点：考查二氧化硫的性质，金属离子的检验。