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中產生白色沉淀。回答下列問題：

(i)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，則發生反應的離子方程式為_________________。

(5)經過討論，該小組對裝置B中產生沉淀的原因，提出下列假設（不考慮各因素的疊加）；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、預期現象和結論。

實驗步驟(簡述操作過程)	預期現象和結論
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中發生反應的離子方程式：_________________。

Answer 1

【答案】⑴ 分液漏斗

⑵檢查裝置的氣密性

⑶排除空氣的干擾

⑷飽和NaHSO4溶液 SO2+2OH-==SO32-+H2O

⑸SO2被Fe3+氧化為SO42-

⑹向試管中滴加少許稀硝酸，調節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

⑺2Fe3++SO2+2H2O==2Fe2++SO42-+4H+ Ba2++SO42-==BaSO4↓

【解析】（1）根據裝置構造可知該儀器名稱是分液漏斗；（2）實驗開始前需進行的操作是檢查裝置的氣密性；（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；二氧化硫屬于酸性氧化物，能和堿溶液發生反應生成鹽和水，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，二者發生氧化還原反應生成硫酸根離子，因此假設3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，然后向溶液中通入少量二氧化硫觀察實驗現象，第三步操作是向試管中滴加少許稀硝酸，調節pH與①相同；通過以上一系列操作，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）鐵離子把SO2氧化為硫酸，硫酸與氯化鋇反應產生白色沉淀，反應的離子方程式為2Fe3++SO2+2H2O==2Fe2++SO42-+4H+、Ba2++SO42-==BaSO4↓。