Question

【題目】某研究小組為探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反應的實質。設計了如下圖所示裝置進行實驗.

已知：1.0 mol/L的Fe(NO3)3溶液的pH＝1。

請回答：

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

（2）實驗前鼓入N2的目的是________________________________。

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

（4）分析B中產生白色沉淀的原因。

觀點1：SO2與Fe3＋反應；

觀點2：在酸性條件下SO2與NO3-反應；

①若觀點1正確，除產生沉淀外，還應觀察到的現(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。此時應選擇的最佳試劑是(填序號)_____。

A．1 mol/L稀硝酸

B．1.5 mol/L Fe(NO3)2溶液

C．6.0 mol/L NaNO3溶液和0.2 mol/L鹽酸等體積混合的溶液

D．3.0 mol/L NaNO3溶液和0.1mol/L硫酸等體積混合的溶液

Answer 1

【答案】分液漏斗 排凈裝置中的空氣,防止溶液中SO2被空氣中的O2氧化而干擾實驗 BaSO4 還原 靜置一段時間后，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色 3SO2＋2NO3-＋3Ba2＋＋2H2O=3BaSO4↓＋2NO＋4H＋或3SO2＋2NO3-＋2H2O=3SO42-＋2NO＋4H＋；Ba2＋＋SO42- = BaSO4↓ C

【解析】

本題以二氧化硫為載體考查了性質實驗方案設計，明確實驗原理是解本題關鍵，根據(jù)物質的性質進行假設，然后采用驗證的方法進行探究，結合氧化還原反應分析解答。

（1）裝置A中用于添加濃硫酸，為滴加液體的儀器，該儀器名稱為分液漏斗，故答案為：分液漏斗；

（2）氧氣、硝酸根離子都能將二氧化硫氧化，所以如果裝置中含有氧氣，會干擾實驗，所以排入氮氣的目的是排凈空氣防止干擾實驗，故答案為：排凈裝置中的空氣，防止溶液中SO2被空氣中的O2氧化而干擾實驗；

（3）二氧化硫具有還原性，酸性條件下，能被硝酸根離子氧化生成硫酸根離子，硫酸根離子和鋇離子反應生成硫酸鋇白色沉淀，故答案為：BaSO4；還原；

（4）①若觀點1正確，二氧化硫和鐵離子發(fā)生氧化還原反應生成硫酸根離子和亞鐵離子，硫酸根離子和鋇離子反應生成白色沉淀，溶液由黃色變?yōu)闇\綠色，所以除產生沉淀外，還應觀察到的現(xiàn)象是靜置一段時間后，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，故答案為：靜置一段時間后，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色；

②按觀點2，酸性條件下，硝酸根離子和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應生成硫酸根離子和NO，硫酸根離子和鋇離子反應生成硫酸鋇白色沉淀，離子反應方程式為：3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O═3BaSO4↓+2NO↑+4H+或3SO2+2NO3-+2H2O═3SO42-+2NO↑+4H+、Ba2++SO42-═BaSO4↓，故答案為：3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O═3BaSO4↓+2NO↑+4H+或3SO2+2NO3-+2H2O═3SO42-+2NO↑+4H+、Ba2++SO42-═BaSO4↓；

③乙同學的觀點是：酸性條件下，二氧化硫和硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應，只要溶液中硝酸根離子濃度不變即，實驗中c(NO3-)=3mol/L，則可用6.0molL-1NaNO3和0.2molL-1鹽酸等體積混合的溶液代替，故答案為：C。