Question

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

（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，下列裝置合理的是ad（填代號(hào)）
（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）生產(chǎn)氯化鋁的過程中產(chǎn)生SO₂、Cl₂等大氣污染物，若將二者按照一定比例通入水中可減少或消除污染．試設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)二者是否恰好完全反應(yīng)．（簡(jiǎn)要描述實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）取二者溶于水后的溶液少許置于試管中，向其中加入品紅溶液，若品紅不褪色，說明二者恰好完全反應(yīng)，否則，兩者未完全反應(yīng)．儀器自選；可供選擇試劑如下：
①滴加酚酞的氫氧化鈉溶液  
②氯化亞鐵溶液  
③硫氰化鉀溶液  
④品紅溶液
（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(hào)）．

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）二氧化硫溶液與氯水都可以使品紅溶液褪色，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；
（5）①說明二氧化硫的氧化性，需要二氧化硫中硫元素化合價(jià)降低，b中Na₂S和二氧化硫反應(yīng)生成硫單質(zhì)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；
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，
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，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）取二者溶于水后的溶液少許置于試管中，向其中加入品紅溶液，若品紅不褪色，說明二者恰好完全反應(yīng)，否則，兩者未完全反應(yīng)，
故答案為：取二者溶于水后的溶液少許置于試管中，向其中加入品紅溶液，若品紅不褪色，說明二者恰好完全反應(yīng)，否則，兩者未完全反應(yīng)；
（5）①b中Na₂S和二氧化硫反應(yīng)生成硫單質(zhì)沉淀，說明二氧化硫的氧化性，所以b裝置中出現(xiàn)；淡黃色沉淀，證明二氧化硫的氧化性，
故答案為：出現(xiàn)淡黃色沉淀；
②a瓶中發(fā)生反應(yīng)，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(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．