Question

我省從2013年12月1日零時起，車用汽油升級為“國Ⅳ”標準，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，某化學興趣小組對SO₂和 Fe（ NO₃）₃ 溶液的反應[0.1mol/L的Fe（NO₃）₃ 溶液的 pH=2]做了相應探究．
探究Ⅰ：
（1）某同學進行了下列實驗：取12.8g銅片和20mL 18mol?L^-1的濃硫酸放在三頸瓶中共熱，直至反應完畢，最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余，同時根據(jù)所學的知識同學們認為還有較多的硫酸剩余．
①配制1mol/L的Fe（NO₃）₃溶液，需準確稱量一定質(zhì)量的Fe（NO₃）₃固體，在燒杯中溶解恢復到室溫后，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

 

②裝置A中反應的化學方程式是

 

．
③該同學設計求余酸的物質(zhì)的量實驗方案是測定產(chǎn)生氣體的量．其方法有多種，請問下列方案中不可行的是

 

 （填字母）．
A．將產(chǎn)生的氣體緩緩通過預先稱量的盛有堿石灰的干燥管，結(jié)束反應后再次稱重
B．將產(chǎn)生的氣體緩緩通入足量Na₂S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（折算成標準狀況）
探究Ⅱ：
（2）為排除空氣對實驗的干擾，滴加濃硫酸之前應進行的操作是

 

．
（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；
猜想2：在酸性條件下SO₂與NO₃^-反應；
猜想3：

 

；
①按猜想1，裝置B中反應的離子方程式是

 

，證明該猜想1中生成的還原產(chǎn)物，某同學取少量溶液滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液，紫紅色褪去，請分析該同學做法是否正確

 

（填“正確”或“不正確”），理由是

 

．
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，在相同條件下進行實驗．應選擇的替換溶液是

 

 （填序號）．
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．

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銅和熱的濃硫酸反應生成二氧化硫、硫酸銅和水；
③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）為排除空氣對實驗的干擾，滴加濃硫酸之前應先通入氮氣，將空氣排出；
（3）Fe³⁺和Fe²⁺都具有氧化性，都可與二氧化硫反應，可根據(jù)反應產(chǎn)物進行判斷，高錳酸鉀具有強氧化性，二氧化硫具有還原性，兩者能發(fā)生氧化還原反應；

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致定容時有偏差；由于容量瓶勁較細，為避免溶液灑在外面應用玻璃棒引流，
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；
②銅和熱的濃硫酸反應銅作還原劑，硫酸作氧化劑，生成二氧化硫、硫酸銅和水，反應方程式為：2H₂SO₄（濃）+Cu

△   .

CuSO₄+2H₂O+2SO₂↑，
故答案為：2H₂SO₄（濃）+Cu

△   .

CuSO₄+2H₂O+2SO₂↑；      
③A．將裝置產(chǎn)生的氣體緩緩通過預先稱量過盛有堿石灰的干燥管，結(jié)束反應后再次稱量，由于氣體中含有水蒸氣，堿石灰會吸收二氧化硫和水蒸氣，稱量后計算不準確，故A錯誤；
B．將產(chǎn)生的氣體緩緩通入足量Na₂S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)歸中反應生成零價的硫單質(zhì)，可通過測量所得沉淀的質(zhì)量進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）為排除空氣對實驗的干擾，滴加濃硫酸之前應先通入氮氣，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）猜想3：兩種離子都氧化二氧化硫，即SO₂和Fe³⁺、酸性條件下NO₃^-都反應，
故答案為：SO₂和Fe³⁺、酸性條件下NO₃^-都反應；
①按猜想1：裝置B中反應的離子方程式是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，該同學做法錯誤，因高錳酸鉀具有強氧化性，二氧化硫具有還原性，所以兩者發(fā)生氧化還原反應，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，實驗中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；

點評：本題考查濃硫酸的性質(zhì)實驗探究，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．