《2025年高考必刷题高三化学》

6. [湖南长沙长郡中学2024月考]某校化学兴趣小组探究SO₂与FeCl₃溶液的反应。
资料：①Fe(HSO₃)²⁺为红棕色，它可以将Fe³⁺还原为Fe²⁺。
②生成Fe(HSO₃)²⁺的反应为Fe³⁺+HSO₃⁻$\stackrel{}{\rightleftharpoons}$Fe(HSO₃)²⁺。

(1)实验室常用70%硫酸与亚硫酸钠固体反应制备SO₂，写出反应的化学方程式：____。在制备SO₂的过程中，同学们发现，使用70%的硫酸比用98%的浓硫酸反应速率快，分析其中的原因是____。
(2)该小组同学预测SO₂与FeCl₃溶液反应的现象为溶液由黄色变成浅绿色，写出相关反应的离子方程式：____。
(3)向试管B中溶液通入SO₂至饱和，溶液变成红棕色，静置5 min后，溶液的颜色从红棕色慢慢变回黄色。静置9 h后，溶液慢慢由黄色变为浅绿色。甲同学认为溶液变红的原因是通入SO₂后，Fe³⁺水解程度增大，形成Fe(OH)₃胶体。乙同学根据SO₂的性质否定了这一推论，原因是____。

答案：
(1)$Na_{2}SO_{3}+H_{2}SO_{4}(浓)=Na_{2}SO_{4}+H_{2}O+SO_{2}\uparrow$ 硫酸与亚硫酸钠制备$SO_{2}$反应本质是$H^{ + }$与$SO_{3}^{2 - }$反应，98%的硫酸中$H^{ + }$不完全电离，$c(H^{ + })$较小，70%的硫酸中含水较多，$c(H^{ + })$和$c(SO_{3}^{2 - })$都较大，生成$SO_{2}$速率更快
(2)$2Fe^{3 + }+SO_{2}+2H_{2}O = 2Fe^{2 + }+SO_{4}^{2 - }+4H^{ + }$
(3)$SO_{2}$溶于水生成$H_{2}SO_{3}$使溶液酸性增强，从而抑制$Fe^{3 + }$的水解 【考查点：硫及其化合物的性质、盐的水解】 【解析】
(1)70%硫酸与亚硫酸钠固体发生复分解反应，化学方程式为$Na_{2}SO_{3}+H_{2}SO_{4}(浓)=Na_{2}SO_{4}+H_{2}O+SO_{2}\uparrow$。该反应本质是$H^{ + }$与$SO_{3}^{2 - }$反应，98%的硫酸中$H^{ + }$不完全电离，$c(H^{ + })$较小，70%的硫酸中含水较多，$c(H^{ + })$和$c(SO_{3}^{2 - })$都较大，生成$SO_{2}$速率更快。
(2)$SO_{2}$与$FeCl_{3}$溶液反应，$FeCl_{3}$变成$FeCl_{2}$，同时$SO_{2}$转化为$SO_{4}^{2 - }$，反应的离子方程式为$2Fe^{3 + }+SO_{2}+2H_{2}O = 2Fe^{2 + }+SO_{4}^{2 - }+4H^{ + }$。
(3)$Fe^{3 + }$水解使溶液呈酸性，$SO_{2}$溶于水有$H_{2}SO_{3}$生成，使溶液呈酸性，故$SO_{2}$的通入将抑制$Fe^{3 + }$水解。

7. [山东潍坊2024一模]二硫化钨(WS₂)是一种钨精细化工产品，主要用作石油催化剂和润滑剂。实验室利用反应WO₃+3H₂S$\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}$WS₂+3H₂O+S制备WS₂的装置如图所示(夹持装置、加热装置略)。已知：WS₂常温下为黑灰色固体，熔点为1 250 ℃；S的沸点为445 ℃；CCl₄的沸点为77 ℃。回答下列问题：

(1)检查装置气密性并加入药品。(ⅰ)通入氩气；(ⅱ)……；(ⅲ)关闭K₁，打开K₂。操作(ⅱ)为____；A中发生反应的离子方程式为____。
(2)C为U形水柱压力计，其作用是____。D中盛装的药品是____(填化学式)。反应结束后应继续通一段时间氩气，主要目的是____，从产物中分离得到S的操作是____。
(3)粗产品WS₂中残留的游离硫可用CCl₄浸取-碘量法测定。称取m g产品于锥形瓶中，用足量CCl₄浸取，浸取后用快速滤纸过滤并用CCl₄分次洗涤锥形瓶及滤纸上的残渣，将滤液和洗涤液都收集于烧杯中。烘烤烧杯浓缩溶液，将浓缩液和烧杯洗涤液转入石英舟于红外灯下烘干。将石英舟置于管式炉中通O₂燃烧，生成的SO₂被V mL 0.01 mol·L⁻¹的碘标准液恰好完全吸收。产品中游离硫的质量分数w =____，下列情况会导致w测量值偏小的是____(填序号)。
A. 用快速滤纸过滤时消耗时间过长
B. 过滤时没有洗涤锥形瓶
C. 管式炉中通O₂燃烧时O₂过量
D. 量取碘标准吸收液结束时，发现滴定管尖嘴内有气泡

答案：
(1)加热管式炉至一定温度 $FeS + 2H^{ + }=H_{2}S\uparrow + Fe^{2 + }$
(2)测量装置内压强，防止压力过大，超压时可作为安全阀 $CaCl_{2}$（或$P_{2}O_{5}$） 排尽装置内残留的$H_{2}S$ 蒸馏
(3)$\frac{0.032V}{m}\%$ BD **突破点：$WS_{2}$的制备实验** 【思路导引】A 装置制备$H_{2}S$气体，B 是安全瓶，D 干燥$H_{2}S$，E 中$WO_{3}$和$H_{2}S$在加热条件下发生反应$WO_{3}+3H_{2}S\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}WS_{2}+3H_{2}O+S$，F 中氢氧化钠吸收$H_{2}S$，防止其污染空气。 【解析】
(1)先用氩气排出装置内的空气，待$WO_{3}$加热后再通入$H_{2}S$气体，$WO_{3}$和$H_{2}S$在加热条件下发生反应$WO_{3}+3H_{2}S\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}WS_{2}+3H_{2}O+S$，从而制备$WS_{2}$，所以操作(ⅱ)为加热管式炉至一定温度；A 中$FeS$与稀硫酸反应生成$FeSO_{4}$和$H_{2}S$，发生反应的离子方程式为$FeS + 2H^{ + }=H_{2}S\uparrow + Fe^{2 + }$。
(2)C 为 U 形水柱压力计，装置内压力增大时，右侧液面降低，其作用是测量装置内压强，防止压力过大，超压时可作为安全阀；D 为干燥装置，$H_{2}S$是酸性气体，D 中的干燥剂可以为$CaCl_{2}$或$P_{2}O_{5}$。$H_{2}S$有毒，反应结束后应继续通一段时间氩气，主要目的是排尽装置内残留的$H_{2}S$，防止其污染空气；$WS_{2}$、S 的沸点相差较大，从产物中分离得到 S 的操作是蒸馏。
(3)根据反应过程建立关系式$S\sim SO_{2}\sim I_{2}$，$n(S)=n(I_{2})=0.01mol\cdot L^{-1}×V×10^{-3}L = V×10^{-5}mol$；产品中游离硫的质量分数$w=\frac{V×10^{-5}mol×32g\cdot mol^{-1}}{mg}×100\%=\frac{0.032V}{m}\%$。用快速滤纸过滤时消耗时间过长，不影响 S 的物质的量，w 测量值无影响；过滤时没有洗涤锥形瓶，S 元素物质的量偏少，使生成二氧化硫的物质的量偏少，消耗碘标准液体积偏小，从而导致 w 测量值偏小；管式炉中通$O_{2}$燃烧时$O_{2}$过量，S 能完全燃烧，w 测量值无影响；量取碘标准吸收液结束时，发现滴定管尖嘴内有气泡，则测定的碘标准液体积偏小，从而导致 w 测量值偏小，选 BD。