Question

14．無水氯化鋁是一種重要的化工原料，利用明礬石[K₂SO₄•A1₂（SO₄）₃•2A1₂O₃•6H₂O]制備無水氯化鋁的流程如圖甲：
（1）驗(yàn)證焙燒爐產(chǎn)生的氣體為SO₂的方法是將氣體通入品紅中，品紅褪色，加熱后又恢復(fù)紅色，證明有SO₂．
（2）吸收焙燒爐中產(chǎn)生的SO₂，如圖乙裝置合理的是ad（填代號(hào)）．
（3）高溫下氯化爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3C+Al₂O₃+3Cl₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO+2AlCl₃．
（4）某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)用如圖丙裝置驗(yàn)證二氧化硫的某些化學(xué)性質(zhì)．
①寫出a瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
②充分反應(yīng)后，取a瓶中的溶液分成三份，分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：向第一份溶液中加入足量的NaOH溶液，生成白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：向第二份溶液中加入少量KMnO₄（H₂SO₄酸化）溶液，紫色褪去
實(shí)驗(yàn)Ⅲ：向第三份溶液中加入BaC1₂溶液，生成白色沉淀
上述實(shí)驗(yàn)中能證明SO₂具有還原性的是Ⅰ和Ⅱ（填實(shí)驗(yàn)代號(hào)）．請(qǐng)根據(jù)所選實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象寫出對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃、5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）用品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫；
（2）根據(jù)裝置能否防止溶液倒吸分析解答；
（3）由流程圖可知，氯化爐中氧化鋁、碳、氯氣反應(yīng)生成氯化鋁、CO；
（4）①二氧化硫能被硫酸鐵溶液氧化，生成硫酸根離子和亞鐵離子；
②實(shí)驗(yàn)Ⅰ中有氫氧化亞鐵沉淀生成，實(shí)驗(yàn)Ⅱ中有亞鐵離子生成，都說明二氧化硫?qū)㈣F離子還成亞鐵離子，說明二氧化硫具有還原性，
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：亞鐵離子與氫氧化鈉生成氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵被空氣氧化成氫氧化鐵；
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：亞鐵離子與KMnO₄（H₂SO₄酸化）溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，高錳酸鉀溶液褪色；
實(shí)驗(yàn)Ⅲ：硫酸根離子與氯化鋇生成硫酸鋇沉淀；

解答 解：（1）用品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫，具有二氧化硫的方法為：將氣體通入品紅中，品紅褪色，加熱后又恢復(fù)紅色，證明有SO₂，
故答案為：將氣體通入品紅中，品紅褪色，加熱后又恢復(fù)紅色，證明有SO₂；
（2）a．干燥管球形處容積較大，溶液倒吸后會(huì)于燒杯內(nèi)的液體分離，由重力作用又回到燒杯內(nèi)，可以防止倒吸，故a正確；
b．廣口瓶中進(jìn)氣管長(zhǎng)，出氣管短，不能防止倒吸，應(yīng)進(jìn)氣管短，故b錯(cuò)誤；
c．導(dǎo)管直接伸入液面內(nèi)，會(huì)發(fā)生倒吸危險(xiǎn)，故c錯(cuò)誤；
d．二氧化硫經(jīng)過四氯化碳后，被氫氧化鈉溶液吸收，可以防止倒吸，故d正確，
故選：ad；
（3）由流程圖可知，氯化爐中氧化鋁、碳、氯氣反應(yīng)生成氯化鋁、CO，反應(yīng)方程式為：3C+Al₂O₃+3Cl₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO+2AlCl₃，
故答案為：3C+Al₂O₃+3Cl₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO+2AlCl₃；
（4）①二氧化硫能被硫酸鐵溶液氧化，生成硫酸根離子和亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
②實(shí)驗(yàn)Ⅰ中有氫氧化亞鐵沉淀生成，實(shí)驗(yàn)Ⅱ中有亞鐵離子生成，都說明二氧化硫?qū)㈣F離子還成亞鐵離子，說明二氧化硫具有還原性，所以實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ都說明二氧化硫具有還原性，
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：亞鐵離子與氫氧化鈉生成氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵被空氣氧化成氫氧化鐵，反應(yīng)的離子方程式為Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓（1分）、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃↓，
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：亞鐵離子與KMnO₄（H₂SO₄酸化）溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，高錳酸鉀溶液褪色，反應(yīng)的離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案為：Ⅰ和Ⅱ；Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃、5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)與技術(shù)、銅的精煉、實(shí)驗(yàn)制備方案設(shè)計(jì)、原電池等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力，題目難度中等．