Question

15．浙江省从2013年12月1日零时起，车用汽油升级为“国Ⅳ”标准，汽油中的硫含量下降三分之二，对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，某化学兴趣小组对SO₂和Fe（NO₃）₃溶液的反应[0.1mol•L^-1的Fe（NO₃）₃溶液的pH=2]做了相应探究．
探究Ⅰ：
（1）某同学进行了下列实验：取12.8g铜片和20mL 18mol•L^-1的浓硫酸放在三颈瓶中共热，直至反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，同时根据所学的知识同学们认为还有较多的硫酸剩余．

①配制1.0mol•L^-1的Fe（NO₃）₃溶液，需准确称量一定质量的Fe（NO₃）₃固体，在烧杯中溶解恢复到室温后，将溶液转移到容量瓶中，再经过洗涤、定容、摇匀可配得溶液，请回答将溶液转移至容量瓶中的操作方法用玻璃棒引流，玻璃棒的底部要在容量瓶的刻度线以下且玻璃棒不能碰到容量瓶口．
②该同学设计求反应后余酸的物质的量的实验方案是测定产生气体的量．其方法有多种，请问下列方案中不可行的是A（填字母）．
A．将产生的气体缓缓通过预先称量的盛有碱石灰的干燥管，结束反应后再次称重
B．将产生的气体缓缓通入足量Na₂S溶液后，测量所得沉淀的质量
C．用排饱和NaHSO₃溶液的方法测定其产生气体的体积（折算成标准状况）
探究Ⅱ：
（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打开弹簧夹，向装置中通入一段时间的N₂，关闭弹簧夹．
（3）装置B中产生了白色沉淀，分析B中产生白色沉淀的原因，提出下列三种猜想：
猜想1：SO₂与Fe³⁺反应；
猜想2：在酸性条件下SO₂与NO₃^-反应；
猜想3：猜想3：SO₂在酸性条件下都与Fe³⁺、NO₃^-反应；
①按猜想1，装置B中反应的离子方程式是Ba²⁺+SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═BaSO₄↓+4H⁺+2Fe²⁺；（可分步写SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺，Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓），
证明该猜想1中生成的还原产物，某同学取少量溶液滴加几滴酸性高锰酸钾溶液，紫红色褪去，请分析该同学做法是否正确不正确（填“正确”或“不正确”），理由是SO₂也可以使酸性高锰酸钾褪色．
②按猜想2，只需将装置B中的Fe（NO₃）₃溶液替换为等体积的下列某种溶液，在相同条件下进行实验．应选择的替换溶液是c（填序号）．
a.1.0mol•L^-1稀硝酸
b．pH=1的FeCl₃溶液
c.6.0mol•L^-1NaNO₃和0.2mol•L^-1盐酸等体积混合的溶液．

Answer 1

分析 （1）①根据把玻璃棒将玻璃棒插入容量瓶刻度线以上会产生什么影响以及玻璃棒的作用分析；
②测定SO₂的量必须做到不能在测量时损耗，便于测定分析，碱石灰能吸收二氧化硫和水，二氧化硫易溶于水；
（2）为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应先通入氮气，将空气排出；
（3）Fe³⁺和Fe²⁺都具有氧化性，都可与二氧化硫反应，可根据反应产物进行判断，高锰酸钾具有强氧化性，二氧化硫具有还原性，两者能发生氧化还原反应．

解答 解：（1）①若将玻璃棒插入容量瓶刻度线以上，会使少量溶液滞留在刻度线以上而导致定容时有偏差；由于容量瓶劲较细，为避免溶液洒在外面应用玻璃棒引流，
故答案为：用玻璃棒引流，玻璃棒的底部要在容量瓶的刻度线以下且玻璃棒不能碰到容量瓶口；
②A．将装置产生的气体缓缓通过预先称量过盛有碱石灰的干燥管，结束反应后再次称量，由于气体中含有水蒸气，碱石灰会吸收二氧化硫和水蒸气，称量后计算不准确，故A错误；
B．将产生的气体缓缓通入足量Na₂S溶液后，二氧化硫中+4价的硫和硫化钠中-2价硫发生价态归中反应生成零价的硫单质，可通过测量所得沉淀的质量进行二氧化硫的气体体积测定，故B正确；
C．用排饱和NaHSO₃溶液的方法测出装置A产生气体的体积，二氧化硫在饱和NaHSO₃溶液中的溶解度降低，可以用排水量气方法进行二氧化硫的气体体积测定，故C正确；
故答案为：A；
（2）为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应先通入氮气，将空气排出，操作为打开弹簧夹，向装置中通入一段时间的N₂，关闭弹簧夹，
故答案为：打开弹簧夹，向装置中通入一段时间的N₂，关闭弹簧夹；
（3）①按猜想1：装置B中反应的离子方程式是Ba²⁺+SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═BaSO₄↓+4H⁺+2Fe²⁺；（ 可分步写SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺，Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓），证明该猜想1中生成的还原产物，某同学取少量溶液滴加几滴酸性高锰酸钾溶液，紫红色褪去，该同学做法错误，因高锰酸钾具有强氧化性，二氧化硫具有还原性，所以两者发生氧化还原反应，SO₂也可以使酸性高锰酸钾褪色，
故答案为：Ba²⁺+SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═BaSO₄↓+4H⁺+2Fe²⁺；（ 可分步写SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺，Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓；不正确；SO₂也可以使酸性高锰酸钾褪色；  
②按猜想2，在酸性条件下SO₂与NO₃^-反应，实验中c（NO₃^-）=3mol/L，则可用6.0mol•L^-1NaNO₃和0.2mol•L^-1盐酸等体积混合的溶液代替，
故答案为：c．

点评 本题考查浓硫酸的性质实验探究，题目难度中等，注意把握二氧化硫的性质为解答该题的关键，注意二氧化硫的还原性为重要知识点．