Question

【题目】某研究性学习小组通过下列反应原理制备SO2并进行性质探究．反应原理为：Na2SO3（固）+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O
（1）根据上述原理制备并收集干燥SO2的实验装置连接顺序为 ．
（2）D中盛装的试剂为 ．
（3）甲同学用注射器吸取纯净的SO2并结合装置G进行SO2的性质实验，若X是Na2S溶液，其目的是检验SO2的 ， 可观察到的现象 ．
（4）实验1：乙同学将溶液X换为浓度均为0.1mol/L Fe（NO3）3和BaCl2的混合溶液（已经除去溶解氧），通入少量SO2后观察到烧杯产生白色沉淀，乙同学认为白色沉淀为BaSO4 ， 为探究白色沉淀的成因，他继续进行如下实验验证：（已知：0.1mol/L Fe（NO3） 3的pH=2）

实验	操作	现象	结论和解释
2	将SO2通入0.1mol/L和BaCl2混合液	产生白色沉淀	Fe3+能氧化H2SO3
3	将SO2通入和 BaCl2混合液	产生白色沉淀	酸性条件NO3﹣能将H2SO3氧化为SO42﹣

（5）丙同学认为以上实验只能说明Fe3+和酸性条件下NO3﹣均能将H2SO3氧化为SO42﹣ ， 不能说明谁先氧化H2SO3 ， 他利用提供的试剂（限选试剂：KSCN溶液，K3[Fe（CN）6]溶液，苯酚溶液，硝酸溶液）设计实验方案探究何种微粒先发生反应．请帮助他完成方案（包括操作现象和结论）：取乙同学实验1后装置G中烧杯的上层清液于试管中， ．
（6）丁同学在实验2过程发现，黄色溶液先变红棕色后慢慢变浅绿色，查阅资料得：Fe3++6SO2Fe（SO2）63+（红棕色）．请用化学平衡移动原理解释实验2中溶液颜色变化的原因 ．

Answer 1

【答案】
（1）AECED或AECD或AECF
（2）NaOH溶液
（3）氧化性；产生黄色沉淀
（4）FeCl3；0.01mol/LHNO3
（5）往试管中滴加铁氰化钾溶液，若溶液出现蓝色沉淀，则证明是Fe3+先氧化H2SO3 ， 若溶液没有明显现象，则证明是pH=2的HNO3先氧化H2SO3
（6）反应2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42﹣+4H+（反应①）较Fe3++6SO2?Fe（SO2）63+（反应②）反应缓慢，故先发生反应②，然后发生反应①，但反应①的限度较大，故溶液中c（Fe3+）慢慢降低，平衡逆向移动，红棕色逐渐褪去，最终得到浅绿色溶液
【解析】解：（1）反应原理为：Na2SO3（固）+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O，根据上述原理制备并收集干燥SO2的实验装置选择A为发生装置，生成二氧化硫中含水蒸气，通过装置E中的浓硫酸干燥二氧化硫气体，通过装置C收集二氧化硫气体，剩余气体不能排放需要通过装置D或F吸收，制备并收集干燥SO2的实验装置连接顺序为：AECED 或AECD或AECF，所以答案是：AECED 或AECD或AECF；（2）D装置是吸收多余的二氧化硫气体，D中盛装的试剂为氢氧化钠溶液，
所以答案是：NaOH溶液；（3）甲同学用注射器吸取纯净的SO2并结合装置G进行SO2的性质实验，若X是Na2S溶液，则二氧化硫和硫化钠发生氧化还原反应生成硫单质，反应的化学方程式为：2Na2S+SO2+2H2O=3S+4NaOH，表现了二氧化硫的氧化性，反应现象为生成黄色沉淀，
所以答案是：氧化性；产生黄色沉淀；（4）乙同学将溶液X换为浓度均为0.1mol/L Fe（NO3）3和BaCl2的混合溶液（已经除去溶解氧），通入少量SO2后观察到烧杯产生白色沉淀，乙同学认为白色沉淀为BaSO4 ， 铁离子氧化二氧化硫生成硫酸，结合钡离子生成硫酸钡沉淀，二氧化硫通入硝酸的氯化钡溶液中，稀硝酸氧化二氧化硫为硫酸生成硫酸钡沉淀；
将SO2通入0.1mol/L FeCl3和BaCl2混合液产生白色沉淀，是Fe3+能氧化H2SO3 ， 将SO2通入0.01mol/L HNO3 和 BaCl2混合液，产生白色沉淀酸性条件NO3﹣能将H2SO3氧化为SO42﹣ ，
所以答案是：FeCl3；0.01mol/L HNO3；（5）丙同学认为以上实验只能说明Fe3+和酸性条件下NO3﹣均能将H2SO3氧化为SO42﹣ ， 不能说明谁先氧化H2SO3 ， 他利用提供的试剂（限选试剂：KSCN溶液，K3[Fe（CN）6]溶液，苯酚溶液，硝酸溶液）设计实验方案探究何种微粒先发生反应，取乙同学实验1后装置G中烧杯的上层清液于试管中，往试管中滴加铁氰化钾溶液，若溶液出现蓝色沉淀，则证明是Fe3+先氧化H2SO3 ， 若溶液没有明显现象，则证明是pH=2的HNO3先氧化H2SO3 ，
所以答案是：往试管中滴加铁氰化钾溶液，若溶液出现蓝色沉淀，则证明是Fe3+先氧化H2SO3 ， 若溶液没有明显现象，则证明是pH=2的HNO3先氧化H2SO3；（6）丁同学在实验2过程发现，黄色溶液先变红棕色后慢慢变浅绿色，查阅资料得：Fe3++6SO2Fe（SO2）63+（红棕色）．请用化学平衡移动原理解释实验2中溶液颜色变化的原因是：反应2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42﹣+4H+（反应①）较Fe3++6SO2Fe（SO2）63+（反应②）反应缓慢，故先发生反应②，然后发生反应①，但反应①的限度较大，故溶液中c（Fe3+）慢慢降低，平衡逆向移动，红棕色逐渐褪去，最终得到浅绿色溶液，所以答案是：反应2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42﹣+4H+（反应①）较Fe3++6SO2Fe（SO2）63+（反应②）反应缓慢，故先发生反应②，然后发生反应①，但反应①的限度较大，故溶液中c（Fe3+）慢慢降低，平衡逆向移动，红棕色逐渐褪去，最终得到浅绿色溶液．