Question

20．某研究小組探究SO₂和Fe（NO₃）₃溶液的反應(yīng)．【1.0mol/L的Fe（NO₃）₃溶液的pH=1】
（1）裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）=Na₂S0₄+SO₂↑+H₂O．
（2）為排除空氣對實驗的干擾，滴加濃硫酸之前應(yīng)進行的操作是打開彈簧夾，向裝置中通入一段時間的N₂，關(guān)閉彈簧夾．
（3）裝置B中產(chǎn)生了白色沉淀，其成分是BaSO₄．
（4）分析B中產(chǎn)生白色沉淀的原因：
觀點1：SO₂與Fe³⁺反應(yīng)；
觀點2：在酸性條件下SO₂與NO₃^-反應(yīng)；
觀點3：SO₂和Fe³⁺、酸性條件下NO₃^-都反應(yīng)；
①按觀點1，裝置B中反應(yīng)的離子方程式是SO₂+2Fe³⁺+Ba²⁺+2H₂O=BaSO₄↓+2Fe²⁺+4H⁺．
②按觀點2，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(yīng)選擇的試劑是（填序號）c．
a．0.1mol/L 稀硝酸              
b．1.5mol/L Fe（NO₃）₂溶液
c．6.0mol/L NaNO₃和0.2mol/L鹽酸等體積混合的溶液
（5）有人提出將2SO₂+O₂+2H₂O═2H₂SO₄設(shè)計為原電池，請寫出負極反應(yīng)式SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4 H⁺

Answer 1

分析 （1）濃硫酸與亞硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫與水；
（2）先通入氮氣，將空氣排出；
（3）二氧化硫具有還原性，酸性條件下被氧化為硫酸根，進而生成硫酸鋇沉淀；
（4）Fe³⁺具有氧化性，酸性條件下NO₃^-也具有強氧化性；
（5）原電池負極發(fā)生氧化反應(yīng)，SO₂在負極失去電子生成硫酸．

解答 解：（l）裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na₂SO₃+H₂S0₄（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）=Na₂S0₄+SO₂↑+H₂O；
（2）為排除空氣對實驗的干擾，滴加濃硫酸之前應(yīng)先通入氮氣，將空氣排出，操作為打開彈簧夾，向裝置中通入一段時間的N₂，關(guān)閉彈簧夾，
故答案為：打開彈簧夾，向裝置中通入一段時間的N₂，關(guān)閉彈簧夾；
（3）二氧化硫具有還原性，鐵離子具有氧化性、酸性條件下硝酸根具有強氧化性，二氧化硫被氧生成硫酸根離子，進而生成硫酸鋇沉淀，
故答案為：BaSO₄；
（4）Fe³⁺具有氧化性，酸性條件下NO₃^-也具有強氧化性，觀點3：SO₂和Fe³⁺、酸性條件下NO₃^-都反應(yīng)，
故答案為：SO₂和Fe³⁺、酸性條件下NO₃^-都反應(yīng)；
①按觀點1，裝置B中反應(yīng)的離子方程式是：SO₂+2Fe³⁺+Ba²⁺+2H₂O=BaSO₄↓+2Fe²⁺+4H⁺，
故答案為：SO₂+2Fe³⁺+Ba²⁺+2H₂O=BaSO₄↓+2Fe²⁺+4H⁺；
故答案為：；SO₂+2Fe³⁺+Ba²⁺+2H₂O=BaSO₄↓+2Fe²⁺+4H⁺；
②按觀點2，是在酸性條件下SO₂與NO₃^-反應(yīng)，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；
（5）有人提出將2SO₂+O₂+2H₂O═2H₂SO₄設(shè)計為原電池，原電池負極發(fā)生氧化反應(yīng)，負極反應(yīng)式為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4 H⁺，
故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4 H⁺．

點評 本題考查物質(zhì)的性質(zhì)實驗探究，題目難度中等，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)，學(xué)習(xí)中注意相關(guān)知識的積累．