Question

14．某研究性學習小組用圖裝置進行SO₂與FeCl₃溶液反應的相關實驗（夾持裝置已略去）．

（1）反應開始一段時間后，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，該小組同學認為SO₂與FeCl₃溶液發(fā)生了氧化還原反應．
①寫出SO₂與FeCl₃溶液反應的離子方程式：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺．
②向裝置C中通入足量SO₂發(fā)生反應后，檢驗生成的Fe²⁺的方法是取C中反應后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅．
③該小組同學向反應后的裝置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．
（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，該小組對裝置C中產(chǎn)生沉淀的原因提出下列假設（不考慮各因素的疊加）：
假設1：裝置A中白霧進人裝置C中參與反應．
假設2：SO₂被Fe³⁺氧化為SO₄^2-．
假設3：在酸性條件下NO₃^-能氧化SO₂．
（4）請你設計實驗驗證上述假設3，寫出實驗步驟、預期現(xiàn)象和結論．

實驗步驟（簡述操作過程）	預期現(xiàn)象和結論
① ② ③

Answer 1

分析 （1）通入足量SO₂時C中發(fā)生二氧化硫與氯化鐵的氧化還原反應，生成硫酸亞鐵；
（2）①發(fā)生氧化還原反應，生成硫酸根離子、亞鐵離子；
②檢驗有Fe²⁺生成，利用KSCN和氯水，先不變紅，后變紅分析；
③該小組同學向C試管反應后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl₂溶液，硝酸具有強氧化性；
（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，檢驗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C中發(fā)生二氧化硫與氯化鐵的氧化還原反應，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，生成硫酸根離子、亞鐵離子，離子反應為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺；
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺；
②檢驗有Fe²⁺生成的實驗方法為：取C中反應后的溶液，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該小組同學向C試管反應后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl₂溶液，硝酸具有強氧化性，則硝酸可以將溶解的SO₂氧化為 H₂SO₄，干擾試驗；
故答案為：硝酸可以將溶解的SO₂氧化為 H₂SO₄，干擾試驗；
（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，檢驗其沉淀不溶于酸判斷為硫酸鋇，具體操作為：

實驗步驟（簡述操作過程）	預期現(xiàn)象和結論
①取適量Ba（NO3）2溶液于試管中；  ②向試管中通入過量SO2氣體；  ③再向試管中加入過量鹽酸．	若先有白色沉淀生成，加入鹽酸后沉淀不消失，則假設3成立．

故答案為：

實驗步驟（簡述操作過程）	預期現(xiàn)象和結論
①取適量Ba（NO3）2溶液于試管中；  ②向試管中通入過量SO2氣體；  ③再向試管中加入過量鹽酸．	若先有白色沉淀生成，加入鹽酸后沉淀不消失，則假設3成立．

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點評 本題考查性質實驗方案的設計及實驗裝置綜合，為高頻考點，題目難度中等，把握裝置中發(fā)生的反應及氧化還原反應原理的應用為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查．