Question

7．某研究小組為探究SO₂和Fe（NO₃）₃溶液的反應的實質．設計了如圖所示裝置進行實驗．已知：1.0mol/L的Fe（NO₃）₃溶液的pH=1．
請回答：
（1）裝置A中用于添加濃硫酸的儀器名稱為分液漏斗．
（2）實驗前鼓入N₂的目的是排凈裝置中的空氣，防止溶液中SO₂被空氣中的O₂氧化而干擾實驗．
（3）裝置B中產生了白色沉淀，其成分是BaSO₄，說明SO₂具有還原性．
（4）分析B中產生白色沉淀的原因．
觀點1：SO₂與Fe³⁺反應；
觀點2：在酸性條件下SO₂與NO₃^-反應；
①若觀點1正確，除產生沉淀外，還應觀察到的現象是靜置一段時間后，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色．
②按觀點2，裝置B中反應的離子方程式是3SO₂+2NO₃^-+3Ba²⁺+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO+4H⁺
或3SO₂+2NO₃^-+2H₂O═3SO₄^2-+2NO+4H⁺；Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓，
③有人認為，如將裝置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，也可驗證觀點2是否正確．此時應選擇的最佳試劑是（填序號）C．
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鹽酸等體積混合的溶液
D．3.0mol/L NaNO₃溶液和0.1mol/L硫酸等體積混合的溶液．

Answer 1

分析 （1）根據儀器的用途和實驗室常見儀器的名稱書寫；
（2）氧氣能氧化二氧化硫而對實驗造成干擾；
（3）在水溶液里，二氧化硫被氧化生成硫酸根離子，硫酸根離子和鋇離子反應生成硫酸鋇沉淀；
（4）①鐵離子被還原生成亞鐵離子；
②酸性條件下，二氧化硫被硝酸根離子氧化生成硫酸根離子，硫酸根離子和鋇離子反應生成硫酸鋇沉淀；
③乙同學的觀點是：酸性條件下，二氧化硫和硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應，只要溶液中硝酸根離子濃度不變即可．

解答 解：（1）裝置A中用于添加濃硫酸，為滴加液體的儀器，該儀器名稱為分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
（2）氧氣、硝酸根離子都能將二氧化硫氧化，所以如果裝置中含有氧氣，會干擾實驗，所以排入氮氣的目的是排凈空氣防止干擾實驗，
故答案為：排凈裝置中的空氣，防止溶液中SO₂被空氣中的O₂氧化而干擾實驗；
（3）二氧化硫具有還原性，酸性條件下，能被硝酸根離子氧化生成硫酸根離子，硫酸根離子和鋇離子反應生成硫酸鋇白色沉淀，
故答案為：BaSO₄；還原；
（4）①若觀點1正確，二氧化硫和鐵離子發(fā)生氧化還原反應生成硫酸根離子和亞鐵離子，硫酸根離子和鋇離子反應生成白色沉淀，溶液由黃色變?yōu)闇\綠色，所以除產生沉淀外，還應觀察到的現象是靜置一段時間后，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，
故答案為：靜置一段時間后，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色；
②按觀點2，酸性條件下，硝酸根離子和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應生成硫酸根離子和NO，硫酸根離子和鋇離子反應生成硫酸鋇白色沉淀，離子反應方程式為：3SO₂+2NO₃^-+3Ba²⁺+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺或3SO₂+2NO₃^-+2H₂O═3SO₄^2-+2NO↑+4H⁺、Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓，
故答案為：3SO₂+2NO₃^-+3Ba²⁺+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺或3SO₂+2NO₃^-+2H₂O═3SO₄^2-+2NO↑+4H⁺、Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓；
③乙同學的觀點是：酸性條件下，二氧化硫和硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應，只要溶液中硝酸根離子濃度不變即，實驗中c（NO₃^-）=3mol/L，則可用6.0mol•L^-1NaNO₃和0.2mol•L^-1鹽酸等體積混合的溶液代替，
故答案為：C．

點評 本題以二氧化硫為載體考查了性質實驗方案設計，明確實驗原理是解本題關鍵，根據物質的性質進行假設，然后采用驗證的方法進行探究，結合氧化還原反應分析解答，題目難度中等．