研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义．Ⅰ．利用下图装置模拟工业生产中SO2催化氧化的反应并研究SO2的性质：（熔点：SO2-76.1℃，SO316.8℃；沸点：SO2-10℃，SO345℃）（1）甲同学按I

Question

研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义．
Ⅰ．利用下图装置模拟工业生产中SO₂催化氧化的反应并研究SO₂的性质：
（熔点：SO₂-76.1℃，SO₃  16.8℃；沸点：SO₂-10℃，SO₃  45℃）

（1）甲同学按I、II、III、IV的顺序连接装置，装置II的作用是___；装置III中溶液逐渐褪色，证明二氧化硫具有___性．
（2）乙同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置（装置Ⅱ中充分冷却），若装置Ⅳ中有40mL 3.0mol/L NaOH溶液，反应后增重5.12g，则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是___．
（3）某同学将足量的SO₂通入一支装有氯化钡溶液的试管中，未见沉淀生成．向该试管中加入足量___（填字母），便能产生沉淀．
A．硫化钠溶液     B．氨水     C．盐酸         D．硝酸钾溶液
Ⅱ．为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
称取铁钉（碳素钢）6g放入15mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y．
（4）甲同学认为X中除Fe³⁺外还可能含有Fe²⁺．若要确认其中的Fe²⁺应选用___（选填序号）．
a．KSCN溶液和氯水                          b．氢氧化钠溶液
c．酸性KMnO₄溶液                           d．铁粉和KSCN溶液
（5）乙同学取784mL（标准状况）气体Y通入足量H₂O₂水溶液中，然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体4.66g．由此推知气体Y中SO₂的体积百分数为___．（保留小数点后一位）
（6）分析上述实验中SO₂体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H₂和C0₂气体，产生C0₂的理由是___（用化学方程式表示）．

Answer 1

（1）装置II的作用是冷却装置，三氧化硫的沸点较低，通过冰水混合物，使SO₃凝结成固体与SO₂分离，装置III中高锰酸钾溶液会和二氧化硫反应逐渐褪色，生成Mn²⁺，二氧化硫被氧化为硫酸，表现了二氧化硫的还原性，反应的离子方程式为：5SO₂+2H₂O+2MnO₄^-=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，
故答案为：使SO₃凝结成固体与SO₂分离，还原性；
（2）若装置IV中有40mL 3mol•L^-1NaOH溶液，反应后增重5.12g，吸收的为二氧化硫气体，依据二氧化硫物质的量和氢氧化钠物质的量进行分析判断生成产物，若n（SO₂）：n（NaOH）=1：2反应按照反应：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；若n（SO₂）：n（NaOH）=1：1，反应按照反应SO₂+NaOH=NaHSO₃；装置IV中有40mL 3mol•L^-1NaOH溶液中n（NaOH）=0.12mol，n（SO₂）=(5.12g)/(64g/mol)=0.08mol；n（SO₂）：n（NaOH）=0.08：0.12=2：3，所以生成产物为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，反应的化学方程式依据直平法写出：2SO₂+3NaOH═Na₂SO₃+NaHSO₃+H₂O，
故答案为：2SO₂+3NaOH=Na₂SO₃+NaHSO₃+H₂O；
（3）A．加入硫化钠溶液，二氧化硫和硫化钠反应生成硫单质沉淀，故A正确；
B．在试管里加入氨水后，二氧化硫与氨水反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与氯化钡可生成亚硫酸钡白色沉淀，故B正确；
C．足量的SO₂通入装有氯化钡溶液的试管，再加稀盐酸无沉淀产生，故C错误；
D．足量的SO₂通入装有氯化钡溶液的试管，溶液呈酸性，硝酸钾中的硝酸根离子在酸性条件下，有强氧化性，可以将SO₂氧化成硫酸根，再与氯化钡产生硫酸钡白色沉淀，故D正确；
故答案为：ABD；
（4）+2价亚铁离子能使酸化的高锰酸钾褪色，a、d都不能检验亚铁离子，只有C能检验溶液中含有+2价铁离子，选b会生成两种沉淀，受氢氧化铁颜色的影响无法辨别，只能选C，
故答案为：C；
（5）SO₂具有还原性，通入足量过氧化氢中发生反应：SO₂+2H₂O₂=2H₂O+H₂SO₄，
标况下784mL混合气体的物质的量为：n（混合气体）=(0.784L)/(22.4mol/L)=0.035mol，
SO₂→BaSO₄
1mol  233g
n    4.66g
则：n=(1mol×4.66g)/(233g/mol)=0.02mol，
故混合气体中SO₂的体积分数为：(0.02mol)/(0.035mol)×100%≈57.1%，
故答案为：57.1%；
（6）分析上述实验中SO₂体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H₂和C0₂气体，产生C0₂的理由是产生C0₂的理由是碳和浓硫酸加热反应生成二氧化碳和二氧化硫，反应的化学方程式为：C+2H₂SO₄（浓）(△.)/()CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案为：C+2H₂SO₄（浓）(△.)/()CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；