Question

某研究小组用如图所示装置探究SO₂和Fe（NO₃）₃溶液反应的原理．
已知：1.0mol/LFe（NO₃）₃溶液的pH=1．请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应的化学方程式是______．
（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：
假设1：______；
假设2：SO₂与Fe³⁺反应；
假设3：SO₂与酸性条件下的反应．
①按假设2，装置B中反应的离子方程式是______．
②按假设3，只需将装置B中的Fe（NO₃）₃溶液替换成等体积的下列溶液，在相同条件下进行实验．应选择的试剂是______（填序号）．
a.0.1mol/L稀硝酸
b.1.5mol/L Fe（NO₃）₂溶液
c.6.0mol/L NaNO₃溶液和0.2mol/L盐酸等体积混合的溶液．

Answer 1

解：（l）装置A中反应的化学方程式是Na₂SO₃+H₂S0₄（浓）=Na₂S0₄+SO₂↑+H₂O，
故答案为：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）二氧化硫具有还原性，可与硝酸根离子发生氧化还原反应生成硫酸根离子，进而生成硫酸钡沉淀，故答案为：BaS0₄；还原性；
（4）假设一 两种离子都氧化二氧化硫，即SO₂和Fe³⁺、酸性条件下NO₃^-都反应，故答案为：SO₂和Fe³⁺、酸性条件下NO₃^-都反应；
①按观点2，装置B中反应的离子方程式是SO₂+2Fe³⁺+Ba²⁺+2H₂O=BaSO₄↓+2Fe²⁺+4H⁺，可通过检验是否有Fe²⁺生成的方法判断，具体做法为取少量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⁺，观点2合理，
故答案为：SO₂+2Fe³⁺+Ba²⁺+2H₂O=BaSO₄↓+2Fe²⁺+4H⁺；
②按观点3，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，故选c．
分析：（1）亚硫酸钠和浓硫酸反应生成二氧化硫和硫酸钠；
（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）二氧化硫具有还原性，可与硝酸根离子发生氧化还原反应生成硫酸根离子，进而生成硫酸钡沉淀；
（4）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．
点评：本题考查物质的性质实验探究，题目难度中等，注意把握物质的性质，为解答该题的关键，学习中注意相关知识的积累．