Question

2．無水氯化鋁是一種重要的化工原料，利用明礬石[K₂SO₄•Al₂（SO₄）₃•2Al₂O₃•6H₂O]制備無水氯化鋁的流程如圖1：

（1）驗(yàn)證焙燒爐產(chǎn)生的氣體含有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，下圖中裝置合理的是ad（填代號）．

（3）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））經(jīng)焙燒爐生成的孰料加入NaOH溶解，再經(jīng)一系列變化也能得到AlCl₃，則孰料溶解時(shí)反應(yīng)的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（5）某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)用如圖2裝置驗(yàn)證二氧化硫的某些化學(xué)性質(zhì)．
①能說明二氧化硫具有氧化性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為b中出現(xiàn)淡黃色沉淀．
②寫出a瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
③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)中能證明二氧化硫具有還原性的是Ⅰ和Ⅱ（填實(shí)驗(yàn)代號）．

Answer 1

分析 本題是探究利用明礬石[K₂SO₄•Al₂（SO₄）₃•2Al₂O₃•6H₂O]制備無水氯化鋁的實(shí)驗(yàn)操作題，涉及利用SO2能使品紅褪色來檢驗(yàn)SO2、因SO2易溶解于因此吸收SO2時(shí)要設(shè)計(jì)防倒吸裝置、利用氯化爐發(fā)生的氧化還原反應(yīng)制備氯化鋁，另外還設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究了SO2的氧化性和還原性，據(jù)此分析解答，
（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，結(jié)合質(zhì)量守恒定律寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（4）經(jīng)焙燒爐生成的孰料中含有氧化鋁，是兩性氧化物，能被NaOH溶液溶解生成可溶性的偏鋁酸鈉；
（5）①b中硫化鈉溶液里S^2-具有還原性，遇SO₂會(huì)有淡黃色的硫析出；
②二氧化硫能被硫酸鐵溶液氧化，生成硫酸根離子和亞鐵離子；
③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．

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，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）氫氧化鈉溶解氧化鋁的化學(xué)方程式為Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，則離子反應(yīng)式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（5）①硫化鈉溶液里通SO₂發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SO₂+2S^2-+2H2O=3S↓+4OH^-，此反應(yīng)體現(xiàn)了SO₂的氧化性，看到的現(xiàn)象是b中出現(xiàn)淡黃色沉淀，故答案為：b中出現(xiàn)淡黃色沉淀；
②二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⁺；
③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，故答案為：Ⅰ和Ⅱ．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)與技術(shù)、實(shí)驗(yàn)制備方案設(shè)計(jì)等，是對學(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．