Question

7．從2013年12月1日零時(shí)起，車用汽油升級(jí)為“國Ⅳ”標(biāo)準(zhǔn)，汽油中的硫含量下降三分之二，對(duì)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，某高中化學(xué)興趣小組對(duì)SO₂和 Fe（ NO₃）₃ 溶液的反應(yīng)[0.1mol/L的Fe（NO₃）₃ 溶液的 pH=2]做了相應(yīng)探究．
探究I
（l）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(shí)根據(jù)所學(xué)的知識(shí)同學(xué)們認(rèn)為還有較多的硫酸剩余．

該同學(xué)設(shè)計(jì)求余酸的物質(zhì)的量實(shí)驗(yàn)方案是測定產(chǎn)生氣體的量．其方法有多種，請(qǐng)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(duì)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(shí)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，提出下列二種猜想：
猜想1：SO₂與Fe³⁺反應(yīng)；
猜想2：在酸性條件下SO₂與NO₃^-反應(yīng)；
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(qǐng)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(hào)）．
a．1mol/L 稀硝酸 b．pH=1的FeCl₃溶液c．6.0mol/L NaNO₃和0.2mol/L鹽酸等體積混合的溶液
③尾氣的合理處理方法是用NaOH溶液來吸收．

Answer 1

分析 （1）測定SO₂的量必須做到不能在測量時(shí)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(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，滴加濃硫酸之前應(yīng)先通入氮?dú)猓瑢⒖諝馀懦觯?br />（3）①根據(jù)猜想1：SO₂與Fe³⁺反應(yīng)，F(xiàn)e³⁺具有氧化性，二氧化硫具有還原性發(fā)生反應(yīng)生成三價(jià)鐵和硫酸根，據(jù)此書寫方程式；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)；
②根據(jù)猜想2：在酸性條件下SO₂與NO₃^-反應(yīng)，可將B中的Fe（NO₃）₃溶液中的三價(jià)鐵離子換掉，硝酸根不變即可；
③尾氣主要是二氧化硫以及氮的氧化物氣體，可以用堿來吸收．

解答 解：（1）A．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(huì)吸收二氧化硫和水蒸氣，稱量后計(jì)算不準(zhǔn)確，故A錯(cuò)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(jià)的硫和硫化鈉中-2價(jià)硫發(fā)生價(jià)態(tài)歸中反應(yīng)生成零價(jià)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(duì)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(shí)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(shí)間的N₂，關(guān)閉彈簧夾；
（3）①按猜想1：SO₂與Fe³⁺反應(yīng)，F(xiàn)e³⁺具有氧化性，二氧化硫具有還原性發(fā)生反應(yīng)生成三價(jià)鐵和硫酸根，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(cuò)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，則可將B中的Fe（NO₃）₃溶液中的三價(jià)鐵離子換掉，硝酸根不變，所以可用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；
③尾氣主要是二氧化硫以及氮的氧化物氣體，可以用NaOH溶液來吸收，故答案為：用NaOH溶液來吸收．

點(diǎn)評(píng) 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(shí)點(diǎn)．