Question

二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用，是大气主要污染物之一，具有一定的还原性，探究SO₂气体还原Fe³⁺、I₂，可以使用的药品和装置如图所示：

（1）写出由铜和浓硫酸制取SO₂的化学方程式_____________________。

（2）装置A中的现象是__________。若要从A中的FeCl₃溶液中提取晶体，必须进行的实验操作步骤：蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥，在过滤操作中有用到的玻璃仪器有_______(填编号)。

A酒精灯   B烧瓶    C漏斗   D烧杯    E玻璃棒  F坩埚

（3）根据以上现象，该小组同学认为SO₂与FeCl₃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请设计实验方案检验有Fe²⁺生成__________________________；

（4）B中蓝色溶液褪色，表明I^-的还原性比SO₂__________(填“强”或“弱”)。

（5）若C中所得溶液只有一种溶质且pH＞7，则溶液中各离子浓度大小顺序为_________。

（6）工业上通过煅烧黄铁矿产生SO₂来进一步得到硫酸，已知煅烧1g FeS₂产生7.1kJ热量，写出煅烧FeS₂的热化学反应方程式____________________。

Answer

Cu+2H2SO4 CuSO4+SO2↑+2H2O 溶液由黄色变为浅绿色 A、B、F 2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+ 取少量A中反应后的溶液于试管中，滴入2～3滴K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成 弱 c(Na+)>c(SO32—)>c(OH—)>c(HSO3—)>c(H+) 4FeS2(s)＋11O2(g) = 2Fe2O3(s)＋8SO2(g) ΔH＝－3408 kJ/mol

【解析】

（1）Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫与水；

（2）三价铁离子具有强的氧化性，在溶液能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子，自身被还原为亚铁离子；过滤用到的仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗；

（3）①三价铁离子具有强的氧化性，在溶液能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子，自身被还原为亚铁离子；

②用K3[Fe（CN）6]溶液检验，有蓝色沉淀生成；

（4）B中蓝色溶液褪色，明发生了氧化还原反应，反应的离子方程式为：I2+SO2+2H2O=4H++2I-+SO42-，还原剂的还原性大于还原产物的还原性；

（5）若C中所得溶液只有一种溶质且pH＞7，则溶质为Na2SO3，SO32-水解溶液呈碱性，氢氧根离子源于SO32-的水解、水的电离；

（6）发生反应：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，计算4molFeS2燃烧放出的热量，注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式。

（1）铜和浓硫酸在加热条件下发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4 CuSO4+SO2↑+2H2O；

（2）装置A中SO2做还原剂，被氧化为硫酸根离子，Fe3+作氧化剂，被还原为Fe2+，反应离子方程式为：SO2+2Fe3++2H2O═2Fe2++SO42-+4H+，则A中反应的现象为溶液颜色由黄色逐渐变为浅绿色；过滤用到漏斗、烧杯、玻璃棒，没有用到蒸发皿、石棉网和坩埚，故答案为ABF；

（3）①SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+；

②检验有Fe2+生成的操作方法为取少量A中反应后的溶液于试管中，滴入2～3滴K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成；

（4）B中蓝色溶液褪色，说明SO2将I2还原为I-，可知I-的还原性比SO2弱；

（5）NaOH溶液吸收SO2后所得溶液只有一种溶质且pH＞7，则溶液中的溶质为Na2SO3，各离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(SO32—)>c(OH—)>c(HSO3—)>c(H+)；

（6）黄铁矿(主要成分为FeS2)其燃烧产物为SO2和Fe2O3，1g FeS2完全燃烧放出7.1kJ热量，480gFeS2完全燃烧放出3408kJ热量，反应的热化学方程式为：4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)△H=-3408kJ/mol。