Question

【題目】某研究小組為探究SO2和Fe(NO3)3溶液反應的實質，設計了如圖所示裝置進行實驗。已知：1.0 mol·L－1的Fe(NO3)3溶液的pH＝1。請回答下列問題：

(1)裝置A中用于滴加濃硫酸的儀器名稱為_________，裝置A中發(fā)生的化學方程式是________。

(2)為排除空氣對實驗的干擾，滴加濃硫酸之前應進行的操作是________________。

(3)裝置B中產(chǎn)生了白色沉淀，其成分是______________，說明SO2具有____________性。

(4)分析B中產(chǎn)生白色沉淀的原因。

觀點1：SO2與Fe3＋反應；

觀點2：在酸性條件下SO2與反應。

觀點3：___________________________；

①若觀點1正確，裝置B中反應的離子方程式是______________，證明該觀點應進一步確認生成的新物質，其實驗操作及現(xiàn)象是_______。

②按觀點2，裝置B中反應的離子方程式是___________。

③有人認為，如將裝置B中的Fe(NO3)3溶液替換為等體積的下列溶液，在相同條件下進行實驗，也可驗證觀點2是否正確。此時應選擇最佳試劑是_________(填字母)。

A．3.0 mol·L－1 NaNO3溶液和0.1 mol·L－1硫酸等體積混合的溶液

B．6.0 mol·L－1 NaNO3溶液和0.2 mol·L－1鹽酸等體積混合的溶液

C．1.5 mol·L－1 Fe(NO3)2溶液

D．1 mol·L－1稀硝酸

Answer 1

【答案】分液漏斗 Na2SO3+H2SO4（濃）=Na2SO4+SO2↑+H2O 打開彈簧夾，向裝置中通入一段時間的N2，關閉彈簧夾 BaSO4 還原 觀點3：SO2既與Fe3+反應,也在酸性條件下與NO3－反應(兩者都有) SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+ 取少量B中溶液于試管中，加入少量鐵氰化鉀[K3Fe（CN）6]溶液產(chǎn)生藍色沉淀，則溶液中有Fe2+，所以觀點1合理 3SO2＋2NO＋3Ba2＋＋2H2O＝3BaSO4↓＋2NO＋4H＋ B

【解析】

為防止氧氣對實驗的干擾，先向裝置中通入氮氣排出空氣，向A中加入濃硫酸與Na2SO3反應放出SO2氣體，SO2氣體進入裝置B中被Fe(NO3)3溶液氧化為SO42-，SO42-與氯化鋇反應生成白色沉淀BaSO4；酸性條件下Fe3＋、NO3－都有氧化性。

(1)根據(jù)裝置圖，裝置A中用于滴加濃硫酸的儀器為分液漏斗，裝置A中Na2SO3與H2S04（濃）發(fā)生反應生成二氧化硫氣體，反應化學方程式是Na2SO3+H2S04（濃）＝Na2S04+SO2↑+H2O。

(2)為排除空氣對實驗的干擾，滴加濃硫酸之前打開彈簧夾，向裝置中通入一段時間的N2，關閉彈簧夾。

(3) SO2氣體進入裝置B中被Fe(NO3)3溶液氧化為SO42-，裝置B中產(chǎn)生的白色沉淀是BaSO4，說明SO2具有還原性。

(4) 酸性條件下Fe3＋、NO3－都有氧化性，所以觀點3是SO2既與Fe3+反應，也在酸性條件下與NO3－反應(兩者都有)；

①若觀點1正確，裝置B中SO2被Fe3＋氧化為SO42-，反應的離子方程式是SO2+2Fe3++Ba2++2H2O＝BaSO4↓+2Fe2++4H+，該反應的還原產(chǎn)物是Fe2+，若證明該觀點正確，實驗操作及現(xiàn)象是取少量B中溶液于試管中，加入少量鐵氰化鉀[K3Fe（CN）6]溶液產(chǎn)生藍色沉淀，則溶液中有Fe2+，則觀點1合理；

②按觀點2，裝置B中SO2被NO3－氧化為SO42-，反應的離子方程式是3SO2＋2NO3－＋3Ba2＋＋2H2O＝3BaSO4↓＋2NO＋4H＋。

③若改變溶液后在相同條件下進行實驗，也可驗證觀點2是否正確，要讓NO3－、H+的濃度與原溶液相同，所以最佳試劑是6.0 mol·L－1 NaNO3溶液和0.2 mol·L－1鹽酸等體積混合的溶液，故選B。