Question

【題目】已知SO2可以用Fe(NO3)3溶液吸收，按如圖所示裝置展開相關探究：取一定量的銅片于三頸燒瓶中，通入一段時間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�；卮鹣铝袉栴}：

(1)裝置A中用于添加濃硫酸的儀器名稱為_________________。

(2)實驗開始前需進行的操作是_____________________。

(3)加入濃硫酸之前先通入N2一段時間，其目的是_____________。

(4)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)生反應的離子方程式為__________。

(5)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（不考慮各因素的疊加,不考慮體系殘留的氧氣）；

假設1：裝置A中白霧進入裝置B中參與了反應；

假設2:________；

假設3: Fe(NO3)3溶液顯酸性，在此酸性條件下NO3-能氧化SO2。

(6)請你設計實驗驗證上述假設3，寫出實驗步驟、預期現(xiàn)象和結論。

實驗步驟(簡述操作過程)	預期現(xiàn)象和結論
①測1.0mol/LFe(NO3)3溶液的pH ②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 ③______________ ④向試管中通入適量SO2氣體	_____________

(7)若假設2正確，請寫出B中發(fā)生氧化還原反應的離子方程式：_________。

Answer 1

【答案】分液漏斗 檢查裝置的氣密性 排除空氣的干擾 飽和NaHSO3溶液 SO2+2OH-═SO32-+H2O SO2被Fe3+氧化為SO42- 向試管中滴加少許稀硝酸，調節(jié)pH與①相同 若有白色沉淀，則假設3成立；反之，則假設3不成立 2Fe3++SO2+2H2O═2Fe2++SO42-+4H+

【解析】

(1)裝置A中用于添加濃硫酸的儀器為分液漏斗；

(2)實驗中有氣體參與反應，需要先檢驗裝置的氣密性；

(3)空氣中氧氣能氧化亞鐵離子，干擾實驗；

(4)C中盛放的物質能吸收硫酸且不能吸收二氧化硫、不能引進新的雜質；二氧化硫屬于酸性氧化物，能和堿反應生成鹽和水；

(5)鐵離子具有氧化性，將SO2氧化為SO42-；

(6)要驗證假設3，硝酸鐵是強酸弱堿鹽，其溶液呈酸性，要證明是酸性條件下硝酸根離子氧化二氧化硫，可以用硝酸的強堿鹽溶液、少量稀硝酸，控制與硝酸鐵溶液的pH相同、硝酸根離子濃度相同，然后向溶液中通入少量二氧化硫觀察實驗現(xiàn)象；

(7)若假設2正確，Fe3+將SO2氧化為SO42-，自身被還原為Fe2+，而后生成的SO42-與Ba2+反應生成BaSO4；

(1)裝置A中用于添加濃硫酸的儀器為分液漏斗；

(2)A中制備二氧化硫，B中進行二氧化硫的性質實驗，需要先檢驗裝置的氣密性；

(3)裝置中含有空氣，空氣中氧氣能氧化亞鐵離子干擾實驗，所以通入氮氣的目的是排除空氣的干擾；

(4)排除裝置A中白霧影響，可在裝置A.B間增加洗氣瓶C，C中盛放的物質能吸收硫酸且不能吸收二氧化硫、不能引進新的雜質，則需要飽和NaHSO3溶液等；二氧化硫屬于酸性氧化物，能和堿溶液發(fā)生反應生成鹽和水，離子方程式為SO2+2OH=SO32+H2O；

(5)鐵離子具有氧化性、二氧化硫具有還原性，可能是SO2被Fe3+氧化為SO42；

(6)要驗證假設3，硝酸鐵是強酸弱堿鹽，其溶液呈酸性，要證明是酸性條件下硝酸根離子氧化二氧化硫，可以用硝酸的強堿鹽溶液、少量稀硝酸，控制與硝酸鐵溶液的pH相同、硝酸根離子濃度相同，然后向溶液中通入少量二氧化硫觀察實驗現(xiàn)象，其操作步驟為：

①測1.0mol/LFe(NO3)3溶液的pH

②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；

③向試管中滴加少許稀硝酸，調節(jié)pH與①相同；

④向試管中通入適量SO2氣體，

通過以上一系列操作，得到的結論為：如果溶液中有白色沉淀生成就說明假設3成立，否則假設3不成立；

(7)若假設2正確，Fe3+將SO2氧化為SO42，自身被還原為Fe2+，而后生成的SO42與Ba2+反應生成BaSO4，反應的相關離子方程式為：2Fe3++SO2+2H2O═2Fe2++SO42-+4H+。