Question

6．已知SO₂ 可以用Fe（NO₃）₃溶液吸收，某學(xué)習(xí)小組據(jù)此按如圖裝置展開(kāi)如下相關(guān)探究：
 取一定量的銅片于三頸燒瓶中，通入一段時(shí)間N₂ 后再加入足量的濃硫酸，加熱；裝置A中有白霧（硫酸酸霧）生成，裝置B中產(chǎn)生白色沉淀．

回答下列問(wèn)題：
（1）裝置A中用于添加濃硫酸的儀器名稱(chēng)為分液漏斗；檢查圖中連通裝置A、B氣密性的方法是關(guān)閉彈簧夾1和彈簧夾2，打開(kāi)分液漏斗活塞，向漏斗中加水至水流下，停止加水，觀察一段時(shí)間液面不下降，則氣密性好，否則不好．
（2）加入濃硫酸之前先通入N₂一段時(shí)間，其目的是排除空氣的干擾；排除裝置A中白霧影響，可在裝置A、B間增加洗氣瓶C，則C中盛放的試劑是飽和NaHSO₃溶液；若用NaOH溶液處理尾氣，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O．
（3）經(jīng)過(guò)討論，該小組對(duì)裝置B中產(chǎn)生沉淀的原因，提出下列假設(shè)（不考慮各因素的疊加）：
假設(shè)1：裝置A中白霧進(jìn)入裝置B中參與了反應(yīng)
假設(shè)2：SO₂被Fe³⁺氧化為SO₄^2-
假設(shè)3：Fe（NO₃）₃溶液顯酸性，在此酸性條件下NO₃^-能氧化SO₂．
（4）請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)3，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．

實(shí)驗(yàn)步驟（簡(jiǎn)述操作過(guò)程）	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
①測(cè)1.0mol/L Fe（NO3）3溶液的pH ② ③ ④

Answer 1

分析 （1）該儀器名稱(chēng)是分液漏斗；利用產(chǎn)生的壓強(qiáng)差檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（2）空氣中氧氣能氧化亞鐵離子干擾實(shí)驗(yàn)；排除裝置A中白霧影響，可在裝置A、B間增加洗氣瓶C，C中盛放的物質(zhì)能吸收硫酸且不能吸收二氧化硫、不能引進(jìn)新的雜質(zhì)；二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物，能和堿反應(yīng)生成鹽和水；
（3）鐵離子具有氧化性，將SO₂氧化為SO₄^2-；
（4）要驗(yàn)證假設(shè)3，硝酸鐵是強(qiáng)酸弱堿鹽，其溶液呈酸性，要證明是酸性條件下硝酸根離子氧化二氧化硫，可以用硝酸的強(qiáng)堿鹽溶液、少量稀硝酸，然后向溶液中通入少量二氧化硫觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．

解答 解：（1）該儀器名稱(chēng)是分液漏斗；
其檢驗(yàn)方法為關(guān)閉彈簧夾1和彈簧夾2，打開(kāi)分液漏斗活塞，向漏斗中加水至水流下，停止加水，觀察一段時(shí)間液面不下降，則氣密性好，否則不好，
故答案為：分液漏斗；關(guān)閉彈簧夾1和彈簧夾2，打開(kāi)分液漏斗活塞，向漏斗中加水至水流下，停止加水，觀察一段時(shí)間液面不下降，則氣密性好，否則不好；
（2）裝置中含有空氣，空氣中氧氣能氧化亞鐵離子干擾實(shí)驗(yàn)，所以通入氮?dú)獾哪康氖桥懦�空氣的干擾；
排除裝置A中白霧影響，可在裝置A、B間增加洗氣瓶C，C中盛放的物質(zhì)能吸收硫酸且不能吸收二氧化硫、不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，則需要飽和的飽和NaHSO₃溶液；二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物，能和堿溶液發(fā)生反應(yīng)生成鹽和水，離子方程式為SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案為：排除空氣的干擾；飽和NaHSO₃溶液；SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；
（3）鐵離子具有氧化性、二氧化硫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根離子，
故答案為：SO₂被Fe³⁺氧化為SO₄^2-；
（4）要驗(yàn)證假設(shè)3，硝酸鐵是強(qiáng)酸弱堿鹽，其溶液呈酸性，要證明是酸性條件下硝酸根離子氧化二氧化硫，可以用硝酸的強(qiáng)堿鹽溶液、少量稀硝酸，然后向溶液中通入少量二氧化硫觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，
其操作步驟為：
②取與Fe（NO₃）₃溶液中c（NO₃^-）相同的適量Ba（NO₃）₂溶液滴入試管中；
③向試管中滴加少許稀硝酸，調(diào)節(jié)pH與①相同；
④向試管中通入適量SO₂氣體，
通過(guò)以上一系列操作，如果溶液中有白色沉淀生成就說(shuō)明假設(shè)3成立，否則假設(shè)3不成立，
故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟（簡(jiǎn)述操作過(guò)程）	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
②取與Fe（NO3）3溶液中c（NO3-）相同的適量Ba（NO3）2溶液滴入試管中； ③向試管中滴加少許稀硝酸，調(diào)節(jié)pH與①相同； ④向試管中通入適量SO2氣體	若有白色沉淀，則假設(shè)3成立； 反之，則假設(shè)3不成立

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點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力及思維縝密性，明確反應(yīng)原理是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是（4）題實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，要考慮硝酸根離子濃度、溶液pH，注意操作先后順序，題目難度中等．