Question

11．SO₂是有用的化工原料，回收利用SO₂既能減少大氣污染，又能充分利用資源．有學(xué)者提出利用Fe³⁺、Fe²⁺等離子的作用，在常溫下將SO₂氧化成SO₄^2-而實(shí)現(xiàn)SO₂的回收利用．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如圖1下方案，在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)定轉(zhuǎn)化器的脫硫效率：

（1）寫出Fe³⁺將SO₂氧化成SO₄^2-的離子方程式2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
（2）向滴有紫色石蕊溶液的試管中通入SO₂氣體，現(xiàn)象是紫色石蕊溶液變紅，若再向其中滴入足量的氯水，現(xiàn)象是變紅的溶液逐漸褪色，涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式有Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄、Cl₂+H₂O=HCl+HClO．
（3）圖2甲是學(xué)過(guò)的驗(yàn)證銅與濃硝酸反應(yīng)的裝置，乙、丙是師生對(duì)演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的裝置：

①甲、乙、丙3個(gè)裝置中共同發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
體現(xiàn)了濃硝酸的性質(zhì)是酸性、強(qiáng)氧化性，往淺綠色的Fe（NO₃）₂溶液中，逐滴加入稀鹽酸時(shí)，溶液的顏色變化應(yīng)是溶液顏色變黃加深
②和甲裝置相比，乙裝置的優(yōu)點(diǎn)是可以控制反應(yīng)進(jìn)行；吸收NO₂氣體，防止污染環(huán)境．
（4）圖3所示是NH₃的兩個(gè)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是C
A．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH₃易溶于水
B．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH₃易揮發(fā)
C．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH₃是堿性氣體
D．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH₃是還原性氣體．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺將SO₂氧化成SO₄^2-的，鐵離子被還原生成亞鐵離子，結(jié)合電荷守恒和原子守恒配平書寫離子方程式；
（2）二氧化硫是酸性氧化物，溶于水生成亞硫酸顯酸性，石蕊試液變紅色，氯氣具有氧化性能氧化二氧化硫生成硫酸，溶液紅色褪去；
（3）①銅與濃硝酸的反應(yīng)生成二氧化氮和硝酸銅，硝酸中氮元素化合價(jià)+5價(jià)變化為+4價(jià)做氧化劑，同時(shí)生成硝酸銅表現(xiàn)硝酸的酸性，往淺綠色的Fe（NO₃）₂溶液中，逐滴加入稀鹽酸時(shí)，溶液中氫離子和硝酸根離子形成稀硝酸具有氧化性能氧化亞鐵離子為鐵離子，溶液顏色淺綠色變化為黃色；
②根據(jù)甲乙兩個(gè)裝置的不同點(diǎn)分析；
（4）圖3中裝置是氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)，濃氨水易揮發(fā)，揮發(fā)出的氨氣分子和濃鹽酸揮發(fā)出的氯化氫分子結(jié)合生成白色煙氯化銨固體小顆粒．

解答 解：（1）Fe³⁺將SO₂氧化成SO₄^2-的，鐵離子被還原生成亞鐵離子，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）二氧化硫是酸性氧化物，溶于水生成亞硫酸顯酸性，遇到石蕊試液變紅色，向滴有紫色石蕊溶液的試管中通入SO₂氣體，現(xiàn)象是紫色石蕊溶液變紅，若再向其中滴入足量的氯水，氯氣具有氧化性能氧化二氧化硫生成硫酸，現(xiàn)象是溶液紅色褪去，過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄； Cl₂+H₂O=HCl+HClO，
故答案為：紫色石蕊溶液變紅；變紅的溶液逐漸褪色；Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄；  Cl₂+H₂O=HCl+HClO；
（3）①甲、乙、丙三個(gè)裝置中共同的一個(gè)反應(yīng)是濃硝酸與銅片反應(yīng)或是濃硝酸與銅絲反應(yīng)，即Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，在硝酸的作用為顯示了酸性和強(qiáng)氧化性，往淺綠色的Fe（NO₃）₂溶液中，逐滴加入稀鹽酸時(shí)，氫離子和硝酸根離子形成硝酸具有強(qiáng)氧化性，能氧化亞鐵離子為鐵離子，溶液的顏色變化應(yīng)是溶液顏色變黃加深
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；酸性、強(qiáng)氧化性；溶液顏色變黃加深；
②甲、乙兩個(gè)裝置的差異在于：甲裝置銅與濃硝酸反應(yīng)使用的是銅片直接與濃硝酸反應(yīng)，而乙裝置則是可移動(dòng)的銅絲與濃硝酸反應(yīng)，其優(yōu)點(diǎn)為便于控制，需要時(shí)插入酸液就反應(yīng)，不需要時(shí)從酸液中移出即可；甲裝置沒(méi)有處理NO₂污染的裝置，而乙裝置用氫氧化鈉溶液吸收產(chǎn)生的NO₂，能防止空氣污染．
故答案為：可以控制反應(yīng)；吸收NO₂氣體，防止污染環(huán)境；
（4）圖3中裝置是氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)，濃氨水易揮發(fā)，揮發(fā)出的氨氣分子和濃鹽酸揮發(fā)出的氯化氫分子結(jié)合生成白色煙氯化銨固體小顆粒，噴泉實(shí)驗(yàn)證明氨氣極易溶于水，溶于水形成一水合氨弱堿溶液，滴加酚酞的溶液變紅色，證明氨氣是堿性氣體，發(fā)煙實(shí)驗(yàn)證明濃氨水易揮發(fā)，氨氣遇到氯化氫發(fā)生反應(yīng)生成氯化銨，證明氨氣是堿性氣體，
故答案為：C．

點(diǎn)評(píng) 本題把實(shí)驗(yàn)知識(shí)與濃硝酸的性質(zhì)、二氧化氮的性質(zhì)、噴泉實(shí)驗(yàn)的發(fā)生等結(jié)合一起，具有很強(qiáng)的綜合性，因而難度中等，需要細(xì)心審題，認(rèn)真分析，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力．