Question

8．硫酸性質(zhì)是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)．請回答下列問題：
（1）中學(xué)化學(xué)中利用物質(zhì)與濃硫酸共熱可制備SO₂氣體，寫出用濃硫酸還可制備不同類別的氣體的名稱：乙烯（寫一種）．
（2）某化學(xué)興趣小組為探究銅與濃硫酸的反應(yīng)以及SO₂的性質(zhì)，用下圖所示裝置進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)．

①裝置B的作用是貯存多余的氣體．B中應(yīng)放置的液體是d（填序號）．
a．飽和Na₂SO₃溶液             b．酸性 KMnO₄溶液
c．濃溴水                     d．飽和NaHSO₃溶液
②反應(yīng)完畢后，燒瓶中還有一定量的余酸，使用足量的下列藥品不能用來證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中的確有余酸的是b（填序號）．
a．Fe粉b．BaCl₂溶液       c．CuO    d．Na₂CO₃溶液
③實(shí)驗(yàn)中某學(xué)生向A中反應(yīng)后溶液中通入一種常見氣體單質(zhì)，使銅片全部溶解且僅生成硫酸銅溶液，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Cu+2H₂SO₄+O₂=2CuSO₄+2H₂O．                       
④為驗(yàn)證二氧化硫的還原性，C中盛有氯水，充分反應(yīng)后，取C中的溶液分成三份，分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
方案I：向第一份溶液中加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成
方案Ⅱ：向第二份溶液加入品紅溶液，紅色褪去
方案Ⅲ：向第三份溶液加入BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀
上述方案中合理的是Ⅲ（填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）；C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-．D中盛有氫氧化鈉溶液，當(dāng)通入二氧化硫至試管D中溶液顯中性時(shí)，該溶液中c（Na⁺）=2 c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）（用含硫微粒濃度的代數(shù)式表示）．
（3）利用FeCl₃溶液的氧化性也可以吸收SO₂．
①該反應(yīng)的離子方程式是2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．檢驗(yàn)FeCl₃是否完全被還原的方法為取少量反應(yīng)后的溶液滴加少量硫氰化鉀溶液，若不變紅則氯化鐵完全被還原．
②為驗(yàn)證FeCl₃溶液與SO₂的反應(yīng)：同學(xué)們將SO₂通入0.05mol•L^-1 FeCl₃溶液中，溶液很快由黃色變?yōu)榧t褐色； 將溶液長時(shí)間放置后，最終變?yōu)闇\綠色． 關(guān)于紅褐色液體，以下是同學(xué)們的分析推測及實(shí)驗(yàn)．

分析推測	實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象
甲：生成了Fe（OH） 3膠體 乙：經(jīng)查閱資料，可能發(fā)生反應(yīng)：Fe3++6SO2?Fe（SO2）63+ （反應(yīng)b）	ⅰ．制備Fe（OH） 3膠體并檢驗(yàn) ⅱ．分別向Fe（OH） 3膠體和該紅褐色液體中加入適量鐵粉，振蕩后前者不變色，后者變?yōu)闇\綠色

利用膠體的丁達(dá)爾效應(yīng)（填性質(zhì)） 可以檢驗(yàn)步驟ⅰ中是否得到了Fe（OH） ₃膠體．
根據(jù)反應(yīng)b，說明步驟ⅱ中液體顏色變化的原因是加入鐵粉時(shí)發(fā)生反應(yīng)2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，c（Fe³⁺）減小，使反應(yīng)Fe³⁺+6SO₂?Fe（SO₂）₆³⁺ 逆向移動(dòng)（用離子方程式結(jié)合必要的文字說明）．

Answer 1

分析 （1）利用乙醇在濃硫酸、加熱條件下發(fā)生消去反應(yīng)制備乙烯；
（2）①裝置B的作用是貯存多余二氧化硫，二氧化硫具有還原性，在溶液中可以被酸性高錳酸鉀、溴水氧化，能與亞硫酸鈉溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為亞硫酸氫鈉；
②反應(yīng)后剩余的酸為硫酸，溶液還有硫酸銅，利用與氫離子的反應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)；
③向A中反應(yīng)后溶液中通入一種常見氣體單質(zhì)，使銅片全部溶解且僅生成硫酸銅溶液，通入的氣體具有氧化性，根據(jù)元素守恒可知，應(yīng)投入氧氣；
④氯水與二氧化硫反應(yīng)生成HCl與硫酸，檢驗(yàn)反應(yīng)后溶液中含有SO₄^2-，說明二氧化硫具有還原性，氯水溶液中含有氯離子，能與硝酸銀生成白色沉淀，氯水中含有HClO，可以使品紅溶液褪色；
根據(jù)電荷守恒解答試管D中溶液顯中性時(shí)溶液中c（Na⁺）；
（3）①在溶液中鐵離子將二氧化硫氧化為硫酸；利用KSCN溶液檢驗(yàn)反應(yīng)后的溶液是否含有Fe³⁺，判斷氯化鐵是否反應(yīng)完全；
②利用膠體的丁達(dá)爾效應(yīng)檢驗(yàn)是否得到了Fe（OH） ₃膠體；
Fe（OH） ₃膠體加入Fe粉，紅褐色不褪色，說明氫氧化鐵膠體不能與Fe反應(yīng)，而Fe能使該紅褐色溶液變?yōu)闇\綠色，說明溶液紅褐色是因?yàn)樯�成Fe（SO₂）₆³⁺，F(xiàn)e與Fe³⁺反應(yīng)，使反應(yīng)Fe³⁺+6SO₂?Fe（SO₂）₆³⁺ 逆向移動(dòng)．

解答 解：（1）利用乙醇在濃硫酸、加熱條件下發(fā)生消去反應(yīng)制備乙烯，
故答案為：乙烯；
（2）①裝置B的作用是貯存多余二氧化硫，二氧化硫具有還原性，在溶液中可以被酸性高錳酸鉀、溴水氧化，能與亞硫酸鈉溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為亞硫酸氫鈉，
故選：d；
②反應(yīng)后剩余的酸為硫酸，溶液還有硫酸銅，利用與氫離子的反應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，F(xiàn)e、Cu、碳酸鈉能與硫酸反應(yīng)，氯化鋇與硫酸、硫酸銅均可反應(yīng)生白色沉淀，
故選：b；
③向A中反應(yīng)后溶液中通入一種常見氣體單質(zhì)，使銅片全部溶解且僅生成硫酸銅溶液，通入的氣體具有氧化性，根據(jù)元素守恒可知，應(yīng)投入氧氣，反應(yīng)方程式為：2Cu+2H₂SO₄+O₂=2CuSO₄+2H₂O，
故答案為：2Cu+2H₂SO₄+O₂=2CuSO₄+2H₂O；
④氯水與二氧化硫反應(yīng)生成HCl與硫酸，檢驗(yàn)反應(yīng)后溶液中含有SO₄^2-，說明二氧化硫具有還原性，
氯水溶液中含有氯離子，能與硝酸銀生成白色沉淀，方案I不合理，
氯水中含有HClO，可以使品紅溶液褪色，不能說明二氧化硫還原性，方案Ⅱ不合理，
向第三份溶液加入BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明生成SO₄^2-，方案Ⅲ合理，
C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-，
根據(jù)電荷守恒，試管D中溶液顯中性時(shí)溶液中c（Na⁺）=2 c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-），
故答案為：Ⅲ；Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-；2 c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）；
（3）①在溶液中鐵離子將二氧化硫氧化為硫酸，反應(yīng)離子方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；檢驗(yàn)FeCl₃是否完全被還原的方法為：取少量反應(yīng)后的溶液滴加少量硫氰化鉀溶液，若不變紅則氯化鐵完全被還原，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；取少量反應(yīng)后的溶液滴加少量硫氰化鉀溶液，若不變紅則氯化鐵完全被還原；
②利用膠體的丁達(dá)爾效應(yīng) 可以檢驗(yàn)步驟ⅰ中是否得到了Fe（OH） ₃膠體，
Fe（OH） ₃膠體加入Fe粉，紅褐色不褪色，說明氫氧化鐵膠體不能與Fe反應(yīng)，而Fe能使該紅褐色溶液變?yōu)闇\綠色，說明溶液紅褐色是因?yàn)樯�成Fe（SO₂）₆³⁺，加入鐵粉時(shí)發(fā)生反應(yīng)2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，c（Fe³⁺）減小，使反應(yīng)Fe³⁺+6SO₂?Fe（SO₂）₆³⁺ 逆向移動(dòng)，
故答案為：丁達(dá)爾效應(yīng)；加入鐵粉時(shí)發(fā)生反應(yīng)2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，c（Fe³⁺）減小，使反應(yīng)Fe³⁺+6SO₂?Fe（SO₂）₆³⁺ 逆向移動(dòng)．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)方案，側(cè)重考查學(xué)生對原理的理解，熟練掌握元素化合物性質(zhì)，是對學(xué)生綜合能力的考查．