Question

15．浙江省從2013年12月1日零時起，車用汽油升級為“國Ⅳ”標(biāo)準(zhǔn)，汽油中的硫含量下降三分之二，對二氧化硫的排放有了大大的改善，SO₂可以用Fe（NO₃）₃溶液吸收，某化學(xué)興趣小組對SO₂和Fe（NO₃）₃溶液的反應(yīng)[0.1mol•L^-1的Fe（NO₃）₃溶液的pH=2]做了相應(yīng)探究．
探究Ⅰ：
（1）某同學(xué)進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：取12.8g銅片和20mL 18mol•L^-1的濃硫酸放在三頸瓶中共熱，直至反應(yīng)完畢，最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余，同時根據(jù)所學(xué)的知識同學(xué)們認(rèn)為還有較多的硫酸剩余．

①配制1.0mol•L^-1的Fe（NO₃）₃溶液，需準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的Fe（NO₃）₃固體，在燒杯中溶解恢復(fù)到室溫后，將溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶中，再經(jīng)過洗滌、定容、搖勻可配得溶液，請回答將溶液轉(zhuǎn)移至容量瓶中的操作方法用玻璃棒引流，玻璃棒的底部要在容量瓶的刻度線以下且玻璃棒不能碰到容量瓶口．
②該同學(xué)設(shè)計求反應(yīng)后余酸的物質(zhì)的量的實(shí)驗(yàn)方案是測定產(chǎn)生氣體的量．其方法有多種，請問下列方案中不可行的是A（填字母）．
A．將產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄟ^預(yù)先稱量的盛有堿石灰的干燥管，結(jié)束反應(yīng)后再次稱重
B．將產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄈ胱懔縉a₂S溶液后，測量所得沉淀的質(zhì)量
C．用排飽和NaHSO₃溶液的方法測定其產(chǎn)生氣體的體積（折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）
探究Ⅱ：
（2）為排除空氣對實(shí)驗(yàn)的干擾，滴加濃硫酸之前應(yīng)進(jìn)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，分析B中產(chǎn)生白色沉淀的原因，提出下列三種猜想：
猜想1：SO₂與Fe³⁺反應(yīng)；
猜想2：在酸性條件下SO₂與NO₃^-反應(yīng)；
猜想3：猜想3：SO₂在酸性條件下都與Fe³⁺、NO₃^-反應(yīng)；
①按猜想1，裝置B中反應(yīng)的離子方程式是Ba²⁺+SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═BaSO₄↓+4H⁺+2Fe²⁺；（可分步寫SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺，Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓），
證明該猜想1中生成的還原產(chǎn)物，某同學(xué)取少量溶液滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液，紫紅色褪去，請分析該同學(xué)做法是否正確不正確（填“正確”或“不正確”），理由是SO₂也可以使酸性高錳酸鉀褪色．
②按猜想2，只需將裝置B中的Fe（NO₃）₃溶液替換為等體積的下列某種溶液，在相同條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．應(yīng)選擇的替換溶液是c（填序號）．
a.1.0mol•L^-1稀硝酸
b．pH=1的FeCl₃溶液
c.6.0mol•L^-1NaNO₃和0.2mol•L^-1鹽酸等體積混合的溶液．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)把玻璃棒將玻璃棒插入容量瓶刻度線以上會產(chǎn)生什么影響以及玻璃棒的作用分析；
②測定SO₂的量必須做到不能在測量時損耗，便于測定分析，堿石灰能吸收二氧化硫和水，二氧化硫易溶于水；
（2）為排除空氣對實(shí)驗(yàn)的干擾，滴加濃硫酸之前應(yīng)先通入氮?dú)�，將空氣排出�?br />（3）Fe³⁺和Fe²⁺都具有氧化性，都可與二氧化硫反應(yīng)，可根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行判斷，高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，二氧化硫具有還原性，兩者能發(fā)生氧化還原反應(yīng)．

解答 解：（1）①若將玻璃棒插入容量瓶刻度線以上，會使少量溶液滯留在刻度線以上而導(dǎo)致定容時有偏差；由于容量瓶勁較細(xì)，為避免溶液灑在外面應(yīng)用玻璃棒引流，
故答案為：用玻璃棒引流，玻璃棒的底部要在容量瓶的刻度線以下且玻璃棒不能碰到容量瓶口；
②A．將裝置產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄟ^預(yù)先稱量過盛有堿石灰的干燥管，結(jié)束反應(yīng)后再次稱量，由于氣體中含有水蒸氣，堿石灰會吸收二氧化硫和水蒸氣，稱量后計算不準(zhǔn)確，故A錯誤；
B．將產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄈ胱懔縉a₂S溶液后，二氧化硫中+4價的硫和硫化鈉中-2價硫發(fā)生價態(tài)歸中反應(yīng)生成零價的硫單質(zhì)，可通過測量所得沉淀的質(zhì)量進(jìn)行二氧化硫的氣體體積測定，故B正確；
C．用排飽和NaHSO₃溶液的方法測出裝置A產(chǎn)生氣體的體積，二氧化硫在飽和NaHSO₃溶液中的溶解度降低，可以用排水量氣方法進(jìn)行二氧化硫的氣體體積測定，故C正確；
故答案為：A；
（2）為排除空氣對實(shí)驗(yàn)的干擾，滴加濃硫酸之前應(yīng)先通入氮?dú)�，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）①按猜想1：裝置B中反應(yīng)的離子方程式是Ba²⁺+SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═BaSO₄↓+4H⁺+2Fe²⁺；（ 可分步寫SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺，Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓），證明該猜想1中生成的還原產(chǎn)物，某同學(xué)取少量溶液滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液，紫紅色褪去，該同學(xué)做法錯誤，因高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，二氧化硫具有還原性，所以兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，SO₂也可以使酸性高錳酸鉀褪色，
故答案為：Ba²⁺+SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═BaSO₄↓+4H⁺+2Fe²⁺；（ 可分步寫SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺，Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓；不正確；SO₂也可以使酸性高錳酸鉀褪色；  
②按猜想2，在酸性條件下SO₂與NO₃^-反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)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．

點(diǎn)評 本題考查濃硫酸的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究，題目難度中等，注意把握二氧化硫的性質(zhì)為解答該題的關(guān)鍵，注意二氧化硫的還原性為重要知識點(diǎn)．