Question

【題目】安徽省從2013年12月1日零時起，車用汽油升級為“國Ⅳ”標準，汽油中的硫含量下降三分之二，對二氧化硫的排放有了大大的改善，SO2可以用Fe( NO3)3溶液吸收，某化學興趣小組對SO2和 Fe( NO3)3溶液的反應[0.1mol/L的Fe(NO3)3溶液的 pH＝2]做了相應探究。

探究I

（1）某同學進行了下列實驗:取12.8g銅片和20 mL 18 molL-1的濃硫酸放在三頸瓶中共熱,直至反應完畢,最后發現燒瓶中還有銅片剩余，同時根據所學的知識同學們認為還有較多的硫酸剩余。

①配制1mol/L 的Fe(NO3)3溶液，需準確稱量一定質量的Fe(NO3)3固體，在燒杯中溶解恢復到室溫后，將溶液轉移到容量瓶中，再經過洗滌、定容、搖勻可配得溶液，請回答將溶液轉移至容量瓶中的操作方法________________________________。

②裝置A中反應的化學方程式是_________________________________________。

③該同學設計求余酸的物質的量實驗方案是測定產生氣體的量。其方法有多種,請問下列方案中不可行的是______ (填字母）。

A．將產生的氣體緩緩通過預先稱量的盛有堿石灰的干燥管,結束反應后再次稱重

B．將產生的氣體緩緩通入足量Na2S溶液后，測量所得沉淀的質量

C．用排飽和NaHSO3溶液的方法測定其產生氣體的體積(折算成標準狀況）

探究II

（2）為排除空氣對實驗的干擾，滴加濃硫酸之前應進行的操作是____________________。

（3）裝置B中產生了白色沉淀，分析B中產生白色沉淀的原因，提出下列三種猜想：

猜想1: SO2與Fe3+反應；

猜想2：在酸性條件下SO2與NO3-反應；

猜想3：____________________________________；

①按猜想1，裝置B中反應的離子方程式是______________________________，證明該猜想1中生成的還原產物，某同學取少量溶液滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液，紫紅色褪去，請分析該同學做法是否正確_________（填“正確”或“不正確”），理由是__________________________________。

②按猜想2,只需將裝置B中的Fe(NO3)3溶液替換為等體積的下列某種溶液，在相同條件下進行實驗。應選擇的替換溶液是______ (填序號）。

A．1 mol/L 稀硝酸

B．pH＝1的FeCl3溶液

C．6.0mol/L NaNO3和0.2 mol/L鹽酸等體積混合的溶液

Answer 1

【答案】用玻璃棒引流，玻璃棒的底部要在容量瓶的刻度線以下且玻璃棒不能碰到容量瓶口 2H2SO4(濃)＋CuCuSO4＋2H2O＋2SO2↑ A 打開彈簧夾，向裝置中通入一段時間的N2，關閉彈簧夾 SO2和Fe3＋、酸性條件下NO3-都反應 Ba2＋＋SO2＋2 Fe3＋＋2H2O=BaSO4↓＋4H＋＋2 Fe2＋也可分步寫SO2＋2 Fe3＋＋2H2O=SO42－＋4H＋＋2 Fe2＋，Ba2＋＋SO42－＝BaSO4↓ 不正確 SO2也可以使酸性高錳酸鉀褪色 C

【解析】

（1）在配制物質的量濃度的溶液時，將溶液從燒杯轉移至容量瓶中的操作方法是①用玻璃棒引流，將玻璃棒的底部插在容量瓶的刻度線以下且玻璃棒不能碰到容量瓶口。②裝置A中濃硫酸與Cu反應的化學方程式是2H2SO4(濃)＋CuCuSO4＋2H2O＋2SO2↑ 。③A．產生的氣體SO2中含有水蒸氣，所以盛有堿石灰的干燥管,吸收的質量為SO2和水蒸氣的質量和。因此，不能準確測定產生氣體的量。錯誤。B．在溶液中發生反應：SO2+H2O=H2SO3，H2SO3+Na2S=H2S+ Na2SO3. SO2+ 2H2S=3S↓+H2O.所以可根據測量所得沉淀的質量來計算放出的SO2氣體的量。正確。C．SO2氣體在用排飽和NaHSO3溶液不能溶解，因此可以用排飽和NaHSO3溶液的方法測定其產生氣體的體積(折算成標準狀況）。正確。

（2）為排除空氣對實驗的干擾，滴加濃硫酸之前應進行的操作是打開彈簧夾，向裝置中通入一段時間的N2，待空氣完全逸出后再關閉彈簧夾。

（3）猜想3：SO2與Fe3+反應；在酸性條件下SO2與NO3-反應都發生。①按猜想1，裝置B中反應的離子方程式為：SO2＋2 Fe3＋＋2H2O=SO42－＋4H＋＋2 Fe2＋，Ba2＋＋SO42－＝BaSO4↓。總方程式為：Ba2＋＋SO2＋2 Fe3＋＋2H2O=BaSO4↓＋4H＋＋2 Fe2＋。某同學取少量溶液滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液，紫紅色褪去就證明含有Fe2+的作法不正確，原因是SO2也有還原性，也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。②若想在酸性條件下SO2與NO3-反應，只要提供酸性環境及NO3-即可。不需要Fe3+的存在。A是硝酸，硝酸有強的氧化性，不能說明問題。錯誤。B.仍然含有Fe3+的.還有干擾。錯誤。C. 同時提供酸性環境及NO3-。符合條件。正確。