Question

6．已知SO₂ 可以用Fe（NO₃）₃溶液吸收，某學習小組據此按如圖裝置展開如下相關探究：
 取一定量的銅片于三頸燒瓶中，通入一段時間N₂ 后再加入足量的濃硫酸，加熱；裝置A中有白霧（硫酸酸霧）生成，裝置B中產生白色沉淀．

回答下列問題：
（1）裝置A中用于添加濃硫酸的儀器名稱為分液漏斗；檢查圖中連通裝置A、B氣密性的方法是關閉彈簧夾1和彈簧夾2，打開分液漏斗活塞，向漏斗中加水至水流下，停止加水，觀察一段時間液面不下降，則氣密性好，否則不好．
（2）加入濃硫酸之前先通入N₂一段時間，其目的是排除空氣的干擾；排除裝置A中白霧影響，可在裝置A、B間增加洗氣瓶C，則C中盛放的試劑是飽和NaHSO₃溶液；若用NaOH溶液處理尾氣，則發(fā)生反應的離子方程式為SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O．
（3）經過討論，該小組對裝置B中產生沉淀的原因，提出下列假設（不考慮各因素的疊加）：
假設1：裝置A中白霧進入裝置B中參與了反應
假設2：SO₂被Fe³⁺氧化為SO₄^2-
假設3：Fe（NO₃）₃溶液顯酸性，在此酸性條件下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測1.0mol/L Fe（NO3）3溶液的pH ② ③ ④

Answer 1

分析 （1）該儀器名稱是分液漏斗；利用產生的壓強差檢驗裝置的氣密性；
（2）空氣中氧氣能氧化亞鐵離子干擾實驗；排除裝置A中白霧影響，可在裝置A、B間增加洗氣瓶C，C中盛放的物質能吸收硫酸且不能吸收二氧化硫、不能引進新的雜質；二氧化硫屬于酸性氧化物，能和堿反應生成鹽和水；
（3）鐵離子具有氧化性，將SO₂氧化為SO₄^2-；
（4）要驗證假設3，硝酸鐵是強酸弱堿鹽，其溶液呈酸性，要證明是酸性條件下硝酸根離子氧化二氧化硫，可以用硝酸的強堿鹽溶液、少量稀硝酸，然后向溶液中通入少量二氧化硫觀察實驗現(xiàn)象．

解答 解：（1）該儀器名稱是分液漏斗；
其檢驗方法為關閉彈簧夾1和彈簧夾2，打開分液漏斗活塞，向漏斗中加水至水流下，停止加水，觀察一段時間液面不下降，則氣密性好，否則不好，
故答案為：分液漏斗；關閉彈簧夾1和彈簧夾2，打開分液漏斗活塞，向漏斗中加水至水流下，停止加水，觀察一段時間液面不下降，則氣密性好，否則不好；
（2）裝置中含有空氣，空氣中氧氣能氧化亞鐵離子干擾實驗，所以通入氮氣的目的是排除空氣的干擾；
排除裝置A中白霧影響，可在裝置A、B間增加洗氣瓶C，C中盛放的物質能吸收硫酸且不能吸收二氧化硫、不能引進新的雜質，則需要飽和的飽和NaHSO₃溶液；二氧化硫屬于酸性氧化物，能和堿溶液發(fā)生反應生成鹽和水，離子方程式為SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案為：排除空氣的干擾；飽和NaHSO₃溶液；SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；
（3）鐵離子具有氧化性、二氧化硫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應生成硫酸根離子，
故答案為：SO₂被Fe³⁺氧化為SO₄^2-；
（4）要驗證假設3，硝酸鐵是強酸弱堿鹽，其溶液呈酸性，要證明是酸性條件下硝酸根離子氧化二氧化硫，可以用硝酸的強堿鹽溶液、少量稀硝酸，然后向溶液中通入少量二氧化硫觀察實驗現(xiàn)象，
其操作步驟為：
②取與Fe（NO₃）₃溶液中c（NO₃^-）相同的適量Ba（NO₃）₂溶液滴入試管中；
③向試管中滴加少許稀硝酸，調節(jié)pH與①相同；
④向試管中通入適量SO₂氣體，
通過以上一系列操作，如果溶液中有白色沉淀生成就說明假設3成立，否則假設3不成立，
故答案為：

實驗步驟（簡述操作過程）	預期現(xiàn)象和結論
②取與Fe（NO3）3溶液中c（NO3-）相同的適量Ba（NO3）2溶液滴入試管中； ③向試管中滴加少許稀硝酸，調節(jié)pH與①相同； ④向試管中通入適量SO2氣體	若有白色沉淀，則假設3成立； 反之，則假設3不成立

．

點評 本題考查性質實驗方案設計，為高頻考點，側重考查學生實驗操作、實驗設計能力及思維縝密性，明確反應原理是解本題關鍵，難點是（4）題實驗設計，要考慮硝酸根離子濃度、溶液pH，注意操作先后順序，題目難度中等．