Question

【題目】已知SO2可以用Fe(NO3)3溶液吸收,某學習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:

(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,則發生反應的離子方程式為______________。

(3)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

(4)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1.0 mol·L-1 Fe(NO3)3溶液的pH ② ____________________ ③ ____________________ ④ ___________________	____________________

Answer 1

【答案】分液漏斗關閉彈簧夾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間內液面不下降,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,調節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3成立;反之,假設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吸收SO2，故C中應盛放飽和NaHSO3溶液；SO2與NaOH溶液發生反應的離子方程式為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-，結合假設1和假設3以及不考慮各因素的疊加,可推知假設2為SO2被Fe3+氧化為SO42-，與溶液中的Ba2+結合生成BaSO4。

(4)選用溶液顯中性的Ba(NO3)2溶液，調節pH至酸性，再通入SO2即可驗證假設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,調節pH與①相同；③向試管中通入適量SO2氣體；結論若有白色沉淀生成,則假設3成立;反之,假設3不成立。