Question

某研究小组为探究SO₂和Fe（NO₃）₃溶液的反应的实质．设计了如图所示装置进行实验．
已知：1.0mol/L的Fe（NO₃）₃溶液的pH=1．
请回答：
（1）装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为

 

．
（2）实验前鼓入N₂的目的是

 

．
（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Fe³⁺反应；
观点2：在酸性条件下SO₂与NO₃^-反应；
①若观点1正确，除产生沉淀外，还应观察到的现象是

 

．
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．此时应选择的最佳试剂是

 

（填序号）．
A．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
D．3.0mol/L NaNO₃溶液和0.1mol/L硫酸等体积混合的溶液．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）根据仪器名称书写；
（2）氧气能氧化二氧化硫而对实验造成干扰；
（3）在水溶液里，二氧化硫被氧化生成硫酸根离子，硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀；
（4）①铁离子被还原生成亚铁离子；
②酸性条件下，二氧化硫被硝酸根离子氧化生成硫酸根离子，硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀；
③乙同学的观点是：酸性条件下，二氧化硫和硝酸根离子发生氧化还原反应，只要溶液中硝酸根离子浓度不变即可．

解答： 解：（1）该仪器名称为分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
（2）氧气、硝酸根离子都能将二氧化硫氧化，所以如果装置中含有氧气，会干扰实验，所以排入氮气的目的是排净空气防止干扰实验，故答案为：排净装置中的空气，防止溶液中SO₂被空气中的O₂氧化而干扰实验；
（3）二氧化硫具有还原性，酸性条件下，能被硝酸根离子氧化生成硫酸根离子，硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀，故答案为：BaSO₄；还原；
（4）①若观点1正确，二氧化硫和铁离子发生氧化还原反应生成硫酸根离子和亚铁离子，硫酸根离子和钡离子反应生成白色沉淀，溶液由黄色变为浅绿色，所以除产生沉淀外，还应观察到的现象是静置一段时间后，溶液由棕黄色变为浅绿色，故答案为：静置一段时间后，溶液由棕黄色变为浅绿色；
②按观点2，酸性条件下，硝酸根离子和二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸根离子和NO，硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀，离子反应方程式为：3SO₂+2NO₃^-+3Ba²⁺+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺或3SO₂+2NO₃^-+2H₂O═3SO₄^2-+2NO↑+4H⁺、Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓，
故答案为：3SO₂+2NO₃^-+3Ba²⁺+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺或3SO₂+2NO₃^-+2H₂O═3SO₄^2-+2NO↑+4H⁺、Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓；
③乙同学的观点是：酸性条件下，二氧化硫和硝酸根离子发生氧化还原反应，只要溶液中硝酸根离子浓度不变即，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：本题以二氧化硫为载体考查了性质实验方案设计，明确实验原理是解本题关键，根据物质的性质进行假设，然后采用验证的方法进行探究，结合氧化还原反应分析解答，题目难度中等．