Question

【題目】二氧化硫是硫的重要化合物，在生產、生活中有廣泛應用，是大氣主要污染物之一，具有一定的還原性，探究SO2氣體還原Fe3+、I2，可以使用的藥品和裝置如圖所示：

（1）寫出由銅和濃硫酸制取SO2的化學方程式_____________________。

（2）裝置A中的現象是__________。若要從A中的FeCl3溶液中提取晶體，必須進行的實驗操作步驟：蒸發、冷卻結晶、過濾、自然干燥，在過濾操作中有用到的玻璃儀器有_______(填編號)。

A酒精燈 B燒瓶 C漏斗 D燒杯 E玻璃棒 F坩堝

（3）根據以上現象，該小組同學認為SO2與FeCl3發生氧化還原反應。

①寫出SO2與FeCl3溶液反應的離子方程式___________________；

②請設計實驗方案檢驗有Fe2+生成__________________________；

（4）B中藍色溶液褪色，表明I-的還原性比SO2__________(填“強”或“弱”)。

（5）若C中所得溶液只有一種溶質且pH＞7，則溶液中各離子濃度大小順序為_________。

（6）工業上通過煅燒黃鐵礦產生SO2來進一步得到硫酸，已知煅燒1g FeS2產生7.1kJ熱量，寫出煅燒FeS2的熱化學反應方程式____________________。

Answer 1

【答案】Cu+2H2SO4 CuSO4+SO2↑+2H2O 溶液由黃色變為淺綠色 A、B、F 2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+ 取少量A中反應后的溶液于試管中，滴入2～3滴K3[Fe(CN)6]溶液，有藍色沉淀生成 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與濃硫酸在加熱條件下反應生成硫酸銅、二氧化硫與水；

（2）三價鐵離子具有強的氧化性，在溶液能夠氧化二氧化硫生成硫酸根離子，自身被還原為亞鐵離子；過濾用到的儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗；

（3）①三價鐵離子具有強的氧化性，在溶液能夠氧化二氧化硫生成硫酸根離子，自身被還原為亞鐵離子；

②用K3[Fe（CN）6]溶液檢驗，有藍色沉淀生成；

（4）B中藍色溶液褪色，明發生了氧化還原反應，反應的離子方程式為：I2+SO2+2H2O=4H++2I-+SO42-，還原劑的還原性大于還原產物的還原性；

（5）若C中所得溶液只有一種溶質且pH＞7，則溶質為Na2SO3，SO32-水解溶液呈堿性，氫氧根離子源于SO32-的水解、水的電離；

（6）發生反應：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，計算4molFeS2燃燒放出的熱量，注明物質的聚集狀態與反應熱書寫熱化學方程式。

（1）銅和濃硫酸在加熱條件下發生反應的化學方程式為Cu+2H2SO4 CuSO4+SO2↑+2H2O；

（2）裝置A中SO2做還原劑，被氧化為硫酸根離子，Fe3+作氧化劑，被還原為Fe2+，反應離子方程式為：SO2+2Fe3++2H2O═2Fe2++SO42-+4H+，則A中反應的現象為溶液顏色由黃色逐漸變為淺綠色；過濾用到漏斗、燒杯、玻璃棒，沒有用到蒸發皿、石棉網和坩堝，故答案為ABF；

（3）①SO2與FeCl3溶液反應的離子方程式2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+；

②檢驗有Fe2+生成的操作方法為取少量A中反應后的溶液于試管中，滴入2～3滴K3[Fe(CN)6]溶液，有藍色沉淀生成；

（4）B中藍色溶液褪色，說明SO2將I2還原為I-，可知I-的還原性比SO2弱；

（5）NaOH溶液吸收SO2后所得溶液只有一種溶質且pH＞7，則溶液中的溶質為Na2SO3，各離子濃度大小順序為c(Na+)>c(SO32—)>c(OH—)>c(HSO3—)>c(H+)；

（6）黃鐵礦(主要成分為FeS2)其燃燒產物為SO2和Fe2O3，1g FeS2完全燃燒放出7.1kJ熱量，480gFeS2完全燃燒放出3408kJ熱量，反應的熱化學方程式為：4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)△H=-3408kJ/mol。