Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室為探究鐵與濃硫酸的反應(yīng)，并驗(yàn)證SO2的性質(zhì)，設(shè)計(jì)如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

請回答下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)將導(dǎo)管a插入試管中，可使裝置B中的溶液不發(fā)生倒吸。其原因是______。

(2)裝置B中酸性KMnO4溶液逐漸褪色，則裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_____；裝置C中出現(xiàn)的現(xiàn)象是________。

(3)裝置D的作用是__________；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)需從導(dǎo)管a通入大量空氣，其目的是_______。

(4)若裝置A反應(yīng)后的溶液中金屬陽離子只含有Fe3＋，則裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。

Answer 1

【答案】A裝置試管中氣體壓強(qiáng)減小時(shí)，空氣從導(dǎo)管a進(jìn)入A裝置，a導(dǎo)管起平衡氣壓的作用 5SO2＋2MnO4－＋2H2O＝5SO42－＋2Mn2＋＋4H＋ 溶液變渾濁(或出現(xiàn)淡黃色沉淀) 驗(yàn)證SO2的漂白性和生成物的不穩(wěn)定性 將裝置中的SO2氣體全部排除，完全被E裝置吸收，以防止污染環(huán)境 2Fe＋6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O

【解析】

濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，加熱條件下與Fe反應(yīng)生成若二氧化硫，則生成的二氧化硫通入酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，高錳酸鉀溶液褪色，再經(jīng)過硫化氫溶液中，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫沉淀，再經(jīng)過D中的品紅溶液，品紅溶液褪色，再用酒精燈加熱，若品紅溶液又恢復(fù)為紅色，則說明裝置A中生成的氣體中含有二氧化硫，二氧化硫?qū)儆诖髿馕廴疚�，不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉吸收，據(jù)此分析解答。

(1)B中的溶液發(fā)生倒吸，是因?yàn)檠b置中氣體壓強(qiáng)減小，實(shí)驗(yàn)時(shí)A中導(dǎo)管a插入濃硫酸中，A裝置試管中氣體壓強(qiáng)減小時(shí)，空氣從導(dǎo)管a進(jìn)入A裝置，a導(dǎo)管起平衡氣壓的作用；

(2)SO2通入酸性KMnO4溶液反應(yīng)生成錳離子和硫酸，反應(yīng)的離子方程式為：5SO2＋2MnO4－＋2H2O＝5SO42－＋2Mn2＋＋4H＋；二氧化硫通入硫化氫溶液中，SO2中硫元素化合價(jià)降低，得電子，體現(xiàn)氧化性，H2S體現(xiàn)還原性，則裝置C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是： SO2+2H2S=3S↓+2H2O，C中溶液變渾濁(或出現(xiàn)淡黃色沉淀)；

(3)SO2能使品紅的紅色溶液變?yōu)闊o色是體現(xiàn)了二氧化硫的漂白性，用酒精燈加熱，褪色的品紅恢復(fù)紅色；所以D裝置能驗(yàn)證二氧化硫的漂白性和生成物的不穩(wěn)定性，二氧化硫有毒，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)需從a導(dǎo)管通入大量空氣，使裝置中殘留的二氧化硫氣體完全被E裝置中NaOH溶液吸收，以防止污染環(huán)境；

(4)若裝置A反應(yīng)后的溶液中金屬陽離子只含有Fe3+，則在加熱條件下，鐵與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵、水和二氧化硫氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Fe＋6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。