Question

【題目】已知SO2可以用Fe(NO3)3溶液吸收,某學(xué)習(xí)小組按如圖裝置展開探究:

取一定量的銅片于三頸燒瓶中,通入一段時(shí)間N2后再加入足量的濃硫酸,加熱;裝置A中有白霧(硫酸酸霧)生成,裝置B中產(chǎn)生白色沉淀。

回答下列問題:

(1)裝置A中用于添加濃硫酸的儀器名稱為_______;檢查圖中連通裝置A、B氣密性的方法是___。

(2)加入濃硫酸之前先通入N2一段時(shí)間,其目的是___________;排除裝置A中白霧影響,可在裝置A、B間增加洗氣瓶C,則C中盛放的試劑是____________;若用NaOH溶液處理尾氣,則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________。

(3)經(jīng)過討論,該小組對裝置B中產(chǎn)生沉淀的原因,提出下列假設(shè)(不考慮各因素的疊加):

假設(shè)1:裝置A中白霧進(jìn)入裝置B中參與了反應(yīng)

假設(shè)2:______________

假設(shè)3:Fe(NO3)3溶液顯酸性,在此酸性條件下NO3-能氧化SO2

(4)請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)3,寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)步驟(簡述操作過程)	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
①測1.0 mol·L-1 Fe(NO3)3溶液的pH ② ____________________ ③ ____________________ ④ ___________________	____________________

Answer 1

【答案】分液漏斗關(guān)閉彈簧夾1和彈簧夾2,打開分液漏斗上方塞子及下方活塞,向三頸燒瓶中加水至水不再流下,分液漏斗中有水且一段時(shí)間內(nèi)液面不下降,則氣密性良好,否則不好排出空氣飽和NaHSO3溶液SO2+2OH-=SO32-+H2OSO2被Fe3+氧化為SO42-取與Fe(NO3)3溶液中c(NO3-)相同的適量Ba(NO3)2溶液滴入試管中向試管中滴加少許稀硝酸,調(diào)節(jié)pH與①相同向試管中通入適量SO2氣體若有白色沉淀生成,則假設(shè)3成立;反之,假設(shè)3不成立

【解析】

(1)由圖可知，裝置A中用于添加濃硫酸的儀器是分液漏斗；檢查圖中連通裝置A、B氣密性的方法是關(guān)閉彈簧夾1和彈簧夾2，打開分液漏斗活塞，向漏斗中加水至水不流下，停止加水，觀察一段時(shí)間液面不下降，則氣密性好，否則不好。

(2)加入濃硫酸之前先通入N2一段時(shí)間，其目的是排除空氣的干擾；為排除硫酸酸霧的干擾，增加的洗氣瓶C中盛放的溶液需將硫酸吸收但不會(huì)吸收SO2，故C中應(yīng)盛放飽和NaHSO3溶液；SO2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SO2+2OH-=SO32-+H2O。

(3)裝置B中生成的白色沉淀為BaSO4，所以溶液中生成了SO42-，結(jié)合假設(shè)1和假設(shè)3以及不考慮各因素的疊加,可推知假設(shè)2為SO2被Fe3+氧化為SO42-，與溶液中的Ba2+結(jié)合生成BaSO4。

(4)選用溶液顯中性的Ba(NO3)2溶液，調(diào)節(jié)pH至酸性，再通入SO2即可驗(yàn)證假設(shè)3是否成立，具體過程為①取與Fe(NO3)3溶液中c(NO3-)相同的適量Ba(NO3)2溶液滴入試管中； ②向試管中滴加少許稀硝酸,調(diào)節(jié)pH與①相同；③向試管中通入適量SO2氣體；結(jié)論若有白色沉淀生成,則假設(shè)3成立;反之,假設(shè)3不成立。