Question

某研究小组为探究SO₂和Fe(NO₃)₃溶液反应的实质，设计了如图所示装置进行实验。已知：1.0 mol·L^－1的Fe(NO₃)₃溶液的pH＝1。请回答下列问题：

(1)装置A中用于滴加浓硫酸的仪器名称为_________，装置A中发生的化学方程式是________。

(2)为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应进行的操作是________________。

(3)装置B中产生了白色沉淀，其成分是______________，说明SO₂具有____________性。

(4)分析B中产生白色沉淀的原因。

观点1：SO₂与Fe^3＋反应；

观点2：在酸性条件下SO₂与反应。

观点3：___________________________；

①若观点1正确，装置B中反应的离子方程式是______________，证明该观点应进一步确认生成的新物质，其实验操作及现象是_______。

②按观点2，装置B中反应的离子方程式是___________。

③有人认为，如将装置B中的Fe(NO₃)₃溶液替换为等体积的下列溶液，在相同条件下进行实验，也可验证观点2是否正确。此时应选择最佳试剂是_________(填字母)。

A．3.0 mol·L^－1 NaNO₃溶液和0.1 mol·L^－1硫酸等体积混合的溶液

B．6.0 mol·L^－1 NaNO₃溶液和0.2 mol·L^－1盐酸等体积混合的溶液

C．1.5 mol·L^－1 Fe(NO₃)₂溶液

D．1 mol·L^－1稀硝酸

Answer

分液漏斗 Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O 打开弹簧夹，向装置中通入一段时间的N2，关闭弹簧夹 BaSO4 还原 观点3：SO2既与Fe3+反应,也在酸性条件下与NO3－反应(两者都有) SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+ 取少量B中溶液于试管中，加入少量铁氰化钾[K3Fe（CN）6]溶液产生蓝色沉淀，则溶液中有Fe2+，所以观点1合理 3SO2＋2NO＋3Ba2＋＋2H2O＝3BaSO4↓＋2NO＋4H＋ B

【解析】

为防止氧气对实验的干扰，先向装置中通入氮气排出空气，向A中加入浓硫酸与Na2SO3反应放出SO2气体，SO2气体进入装置B中被Fe(NO3)3溶液氧化为SO42-，SO42-与氯化钡反应生成白色沉淀BaSO4；酸性条件下Fe3＋、NO3－都有氧化性。

(1)根据装置图，装置A中用于滴加浓硫酸的仪器为分液漏斗，装置A中Na2SO3与H2S04（浓）发生反应生成二氧化硫气体，反应化学方程式是Na2SO3+H2S04（浓）＝Na2S04+SO2↑+H2O。

(2)为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前打开弹簧夹，向装置中通入一段时间的N2，关闭弹簧夹。

(3) SO2气体进入装置B中被Fe(NO3)3溶液氧化为SO42-，装置B中产生的白色沉淀是BaSO4，说明SO2具有还原性。

(4) 酸性条件下Fe3＋、NO3－都有氧化性，所以观点3是SO2既与Fe3+反应，也在酸性条件下与NO3－反应(两者都有)；

①若观点1正确，装置B中SO2被Fe3＋氧化为SO42-，反应的离子方程式是SO2+2Fe3++Ba2++2H2O＝BaSO4↓+2Fe2++4H+，该反应的还原产物是Fe2+，若证明该观点正确，实验操作及现象是取少量B中溶液于试管中，加入少量铁氰化钾[K3Fe（CN）6]溶液产生蓝色沉淀，则溶液中有Fe2+，则观点1合理；

②按观点2，装置B中SO2被NO3－氧化为SO42-，反应的离子方程式是3SO2＋2NO3－＋3Ba2＋＋2H2O＝3BaSO4↓＋2NO＋4H＋。

③若改变溶液后在相同条件下进行实验，也可验证观点2是否正确，要让NO3－、H+的浓度与原溶液相同，所以最佳试剂是6.0 mol·L－1 NaNO3溶液和0.2 mol·L－1盐酸等体积混合的溶液，故选B。