Question

6．標準狀況下，將a L SO₂和Cl₂組成的混合氣體通入100mL 0.1mol•L^-1Fe₂（SO₄）₃溶液中，充分反應后，溶液的棕黃色變淺．向反應后的溶液中加入足量的BaCl₂溶液，將所得沉淀過濾、洗滌、干燥后稱重，其質量為11.65g．則下列關于該過程的推斷不正確的是（　　）

• A． 所得沉淀為0.05 mol的BaSO₄
• B． 混合氣體中SO₂的體積為0.448L
• C． a L混合氣體的物質的量為0.04mol
• D． a的取值范圍為0.672＜a＜0.896

Answer 1

分析 SO₂和Cl₂組成的混合氣體通入Fe₂（SO₄）₃溶液中，由于氯氣的氧化性強于鐵離子，故氯氣先與二氧化硫反應：SO₂+Cl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄，充分反應后，溶液的棕黃色變淺，說明鐵離子氧化二氧化硫：2Fe³⁺+SO₂+H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+2H⁺，二氧化硫完全反應，反應后的溶液足量的BaCl₂溶液，生成的11.65g沉淀為BaSO₄，
A．根據(jù)分析可知硫酸鋇的物質的量為0.05mol；
B．根據(jù)硫元素守恒可知n（BaSO₄）=3n[Fe₂（SO₄）₃]+n（SO₂），據(jù)此計算n（SO₂），然后計算出標況下二氧化硫的體積；
C．由于硫酸鐵氧化二氧化硫，100mL0.1mol•L^-1Fe₂（SO₄）₃溶液中含有0.02mol鐵離子，根據(jù)反應可知0.02mol鐵離子能夠氧化0.01mol二氧化硫，剩余的0.01mol二氧化硫需要氯氣氧化，所以氯氣至少有0.01mol、最多為0.02mol，據(jù)此計算出a的范圍；
D．根據(jù)C的分析結果進行判斷．

解答 解：SO₂和Cl₂組成的混合氣體通入Fe₂（SO₄）₃溶液中，由于氯氣的氧化性強于鐵離子，故氯氣先與二氧化硫反應：SO₂+Cl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄，充分反應后，溶液的棕黃色變淺，說明鐵離子氧化二氧化硫：2Fe³⁺+SO₂+H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+2H⁺，二氧化硫完全反應，反應后的溶液足量的BaCl₂溶液，生成的11.65g沉淀為BaSO₄，其物質的量為：n（BaSO₄）=$\frac{11.65g}{233g/mol}$=0.05mol，根據(jù)硫元素守恒可知n（BaSO₄）=3n[Fe₂（SO₄）₃]+n（SO₂），故n（SO₂）=0.05mol-3×0.1L×0.1mol•L^-1=0.02mol，
A．B．根據(jù)分析可知，生成的11.65g沉淀為BaSO₄，其物質的量為0.05mol，故A正確；
B．根據(jù)上述分析可知，V（SO₂）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，故B正確；
C．由上述分析可知，V（SO₂）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，由于硫酸鐵氧化二氧化硫，根據(jù)方程式可知n（Cl₂）＜n（SO₂），故n（Cl₂）＜0.02mol，故V（Cl₂）＜0.02mol×22.4L/mol=0.448L；又由于被氧化的二氧化硫為0.02mol，而100mL0.1mol•L^-1Fe₂（SO₄）₃溶液中含有0.01mol硫酸鐵，含有0.02mol鐵離子，根據(jù)反應2Fe³⁺+SO₂+H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+2H⁺可知，0.02mol鐵離子最多氧化0.01mol二氧化硫，剩余的0.01mol二氧化硫需要0.01mol氯氣氧化，所以氯氣的物質的量最少為0.01mol，標況下0.01mol氯氣的體積為0.224L，則混合氣體最小體積為：0.448L+0.224L=0.672L，故a的取值范圍為0.672＜a＜0.896，故C錯誤；
D．根據(jù)C可知，a的取值范圍為：0.672＜a＜0.896，故D正確；
故選C．

點評 本題考查混合物的有關計算，題目難度中等，根據(jù)現(xiàn)象判斷發(fā)生的反應是關鍵，題目側重對化學計算解題技巧與思維能力考查，注意利用守恒思想進行的計算．