Question

14．某研究性學(xué)習(xí)小組用圖裝置進(jìn)行SO₂與FeCl₃溶液反應(yīng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)（夾持裝置已略去）．

（1）反應(yīng)開(kāi)始一段時(shí)間后，裝置C中的現(xiàn)象為溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色．
（2）根據(jù)以上現(xiàn)象，該小組同學(xué)認(rèn)為SO₂與FeCl₃溶液發(fā)生了氧化還原反應(yīng)．
①寫(xiě)出SO₂與FeCl₃溶液反應(yīng)的離子方程式：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺．
②向裝置C中通入足量SO₂發(fā)生反應(yīng)后，檢驗(yàn)生成的Fe²⁺的方法是取C中反應(yīng)后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅．
③該小組同學(xué)向反應(yīng)后的裝置C的試管中加入硝酸酸化的BaCl₂溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，則證明反應(yīng)生成了SO₄^2-．該做法不合理的理由是硝酸可以將溶解的SO₂氧化為H₂SO₄，干擾試驗(yàn)．
（3）若將裝置C中FeCl₃溶液更換為Fe（NO₃）₃和BaCl₂的混合液，可觀察到裝置C中出現(xiàn)白色沉淀，該小組對(duì)裝置C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)人裝置C中參與反應(yīng)．
假設(shè)2：SO₂被Fe³⁺氧化為SO₄^2-．
假設(shè)3：在酸性條件下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 ② ③

Answer 1

分析 （1）通入足量SO₂時(shí)C中發(fā)生二氧化硫與氯化鐵的氧化還原反應(yīng)，生成硫酸亞鐵；
（2）①發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫酸根離子、亞鐵離子；
②檢驗(yàn)有Fe²⁺生成，利用KSCN和氯水，先不變紅，后變紅分析；
③該小組同學(xué)向C試管反應(yīng)后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl₂溶液，硝酸具有強(qiáng)氧化性；
（3）Fe³⁺具有氧化性，可將二氧化硫發(fā)生氧化為硫酸根離子；
（4）假設(shè)3為在酸性條件下NO₃^-能氧化SO₂，則可用硝酸鋇與二氧化硫反應(yīng)，檢驗(yàn)其沉淀是否溶于酸判斷為硫酸鋇即可．

解答 解：（1）通入足量SO₂時(shí)C中發(fā)生二氧化硫與氯化鐵的氧化還原反應(yīng)，生成硫酸亞鐵，則觀察到溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色；
故答案為：溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色；
（2）①發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫酸根離子、亞鐵離子，離子反應(yīng)為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺；
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺；
②檢驗(yàn)有Fe²⁺生成的實(shí)驗(yàn)方法為：取C中反應(yīng)后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅；
故答案為：取C中反應(yīng)后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅；
③該小組同學(xué)向C試管反應(yīng)后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl₂溶液，硝酸具有強(qiáng)氧化性，則硝酸可以將溶解的SO₂氧化為 H₂SO₄，干擾試驗(yàn)；
故答案為：硝酸可以將溶解的SO₂氧化為 H₂SO₄，干擾試驗(yàn)；
（3）Fe³⁺具有氧化性，可將二氧化硫發(fā)生氧化為硫酸根離子；
故答案為：SO₂被Fe³⁺氧化為SO₄^2-；
（4）假設(shè)3為在酸性條件下NO₃^-能氧化SO₂，則可用硝酸鋇與二氧化硫反應(yīng)，檢驗(yàn)其沉淀不溶于酸判斷為硫酸鋇，具體操作為：

實(shí)驗(yàn)步驟（簡(jiǎn)述操作過(guò)程）	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
①取適量Ba（NO3）2溶液于試管中；  ②向試管中通入過(guò)量SO2氣體；  ③再向試管中加入過(guò)量鹽酸．	若先有白色沉淀生成，加入鹽酸后沉淀不消失，則假設(shè)3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
①取適量Ba（NO3）2溶液于試管中；  ②向試管中通入過(guò)量SO2氣體；  ③再向試管中加入過(guò)量鹽酸．	若先有白色沉淀生成，加入鹽酸后沉淀不消失，則假設(shè)3成立．

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點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)裝置綜合，為高頻考點(diǎn)，題目難度中等，把握裝置中發(fā)生的反應(yīng)及氧化還原反應(yīng)原理的應(yīng)用為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋?/p>