Question

（8分）某研究小組探究SO₂和Fe(NO₃)₃溶液的反應。

已知： 1.0 mol/L的Fe(NO₃)₃溶液中c(H⁺)=0.01mol/L

請回答：

   （1）裝置A中反應的化學方程式是              。

   （2）為排除空氣對實驗的干擾，滴加濃硫酸之前應進行的操作是        。

   （3）裝置B中產生了白色沉淀，其成分是           ，說明SO₂具有         性。

   （4）分析B中產生上述白色沉淀的原因可能是：

   觀點1：               ；

   觀點2：SO₂與Fe³⁺反應；

   觀點3：在酸性條件下SO₂與NO₃^－反應；

   ①如果觀點2正確，裝置B中反應的離子方程式是                              

   ②如果想驗證觀點3，只需將裝置B中的 Fe(NO₃)₃溶液替換為等體積的下列溶液，在相同條件下進行實驗。應選擇的試劑是（填序號）        。

a．0.1 mol/L 稀硝酸     

b．1.5 mol/L Fe(NO₃)₂溶液

c．6.0 mol/L NaNO₃和0.02 mol/L鹽酸等體積混合的溶液

【解析】（1）裝置A是原來制取SO₂的，所以方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）＝Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O。

（2）可以通過通入氮氣來排盡裝置中的空氣。

（3）硝酸鐵溶液顯酸性，因此生成的沉淀只能是硫酸鋇沉淀，這說明SO₂被硝酸鐵氧化生成了硫酸，從而產生硫酸鋇白色沉淀，因此SO₂具有還原性。

（4）因為鐵離子和硝酸跟離子均能氧化SO₂，所以SO₂被氧化生成硫酸，既可能是被鐵離子氧化，也可能是被酸性條件下的硝酸跟離子氧化，后者是同時被氧化。要想驗證觀點③，就必須排除鐵離子和硝酸的干擾， a是硝酸能直接氧化SO₂，由于SO₂溶于水顯酸性，因此硝酸亞鐵在酸性溶液中，亞鐵離子可被硝酸氧化生成鐵離子。因此答案選擇c。

 

Answer 1

（1）Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）＝Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O。

   （2）打開彈簧夾，向裝置中通入一段時間的N₂，關閉彈簧夾

   （3）BaSO₄，  還原性

（4）觀點1：SO₂和Fe³⁺、酸性條件下NO₃^－都反應（；  

①SO₂+2Fe³⁺+Ba²⁺+2H₂O=BaSO₄↓+2Fe²⁺+4H⁺（可分兩步寫）  ②c