Question

已知SO₂可以用Fe(NO₃)₃溶液吸收，按如图所示装置展开相关探究：取一定量的铜片于三颈烧瓶中，通入一段时间N₂后再加入足量的浓硫酸，加热；装置A中有白雾（硫酸酸雾）生成，装置B中产生白色沉淀。回答下列问题：

(i)装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为_________________。

(2)实验开始前需进行的操作是_____________________。

(3)加入浓硫酸之前先通入N₂一段时间，其目的是_____________________。

(4)排除装置A中白雾影响，可在装置A、B间增加洗气瓶C，则C中盛放的试剂是_______；若用NaOH溶液处理尾气，则发生反应的离子方程式为_________________。   

(5)经过讨论，该小组对装置B中产生沉淀的原因，提出下列假设（不考虑各因素的叠加）；假设1：装置A中白雾进入装置B中参与了反应；

假设2:______________；

假设3: Fe(NO₃)₃溶液显酸性，在此酸性条件下NO₃^-能氧化SO₂。

(6)请你设计实验验证上述假设3，写出实验步骤、预期现象和结论。

实验步骤(简述操作过程)	预期现象和结论
①测1.0mol/LFe(NO3)3溶液的pH ②取与Fe(NO3)3溶液中c(NO3^-)相同的适量Ba(NO3)2溶液滴入试管中 (3)________________ ④向试管中通入适量SO2气体	_____________

(7)若假设2正确，请写出B中发生反应的离子方程式：_________________。

Answer

分液漏斗 检查装置的气密性 排除空气的干扰 饱和NaHSO4溶液 SO2+2OH-==SO32-+H2O SO2被Fe3+氧化为SO42- 向试管中滴加少许稀硝酸，调节pH与①相同 若有白色沉淀，则假设3成立；反之，则假设3不成立 2Fe3++SO2+2H2O==2Fe2++SO42-+4H+ Ba2++SO42-==BaSO4↓

【解析】（1）根据装置构造可知该仪器名称是分液漏斗；（2）实验开始前需进行的操作是检查装置的气密性；（3）装置中含有空气，空气中氧气能氧化亚铁离子干扰实验，所以通入氮气的目的是排除空气的干扰；（4）排除装置A中白雾影响，可在装置A、B间增加洗气瓶C，C中盛放的物质能吸收硫酸且不能吸收二氧化硫、不能引进新的杂质，则需要饱和NaHSO3溶液；二氧化硫属于酸性氧化物，能和碱溶液发生反应生成盐和水，离子方程式为SO2+2OH-==SO32-+H2O；（5）铁离子具有氧化性、二氧化硫具有还原性，二者发生氧化还原反应生成硫酸根离子，因此假设3是SO2被Fe3+氧化为SO42-；（6）要验证假设3，硝酸铁是强酸弱碱盐，其溶液呈酸性，要证明是酸性条件下硝酸根离子氧化二氧化硫，可以用硝酸的强碱盐溶液、少量稀硝酸，然后向溶液中通入少量二氧化硫观察实验现象，第三步操作是向试管中滴加少许稀硝酸，调节pH与①相同；通过以上一系列操作，如果溶液中有白色沉淀生成就说明假设3成立，否则假设3不成立；（7）铁离子把SO2氧化为硫酸，硫酸与氯化钡反应产生白色沉淀，反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O==2Fe2++SO42-+4H+、Ba2++SO42-==BaSO4↓。

点睛：本题考查性质实验方案设计，为高频考点，侧重考查学生实验操作、实验设计能力及思维缜密性，明确反应原理是解本题关键，难点是（6）题实验设计，要考虑硝酸根离子浓度、溶液pH，注意操作先后顺序。