Question

14．某研究性学习小组用图装置进行SO₂与FeCl₃溶液反应的相关实验（夹持装置已略去）．

（1）反应开始一段时间后，装置C中的现象为溶液由棕黄色变为浅绿色．
（2）根据以上现象，该小组同学认为SO₂与FeCl₃溶液发生了氧化还原反应．
①写出SO₂与FeCl₃溶液反应的离子方程式：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺．
②向装置C中通入足量SO₂发生反应后，检验生成的Fe²⁺的方法是取C中反应后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红．
③该小组同学向反应后的装置C的试管中加入硝酸酸化的BaCl₂溶液，若出现白色沉淀，则证明反应生成了SO₄^2-．该做法不合理的理由是硝酸可以将溶解的SO₂氧化为H₂SO₄，干扰试验．
（3）若将装置C中FeCl₃溶液更换为Fe（NO₃）₃和BaCl₂的混合液，可观察到装置C中出现白色沉淀，该小组对装置C中产生沉淀的原因提出下列假设（不考虑各因素的叠加）：
假设1：装置A中白雾进人装置C中参与反应．
假设2：SO₂被Fe³⁺氧化为SO₄^2-．
假设3：在酸性条件下NO₃^-能氧化SO₂．
（4）请你设计实验验证上述假设3，写出实验步骤、预期现象和结论．

实验步骤（简述操作过程）	预期现象和结论
① ② ③

Answer 1

分析 （1）通入足量SO₂时C中发生二氧化硫与氯化铁的氧化还原反应，生成硫酸亚铁；
（2）①发生氧化还原反应，生成硫酸根离子、亚铁离子；
②检验有Fe²⁺生成，利用KSCN和氯水，先不变红，后变红分析；
③该小组同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl₂溶液，硝酸具有强氧化性；
（3）Fe³⁺具有氧化性，可将二氧化硫发生氧化为硫酸根离子；
（4）假设3为在酸性条件下NO₃^-能氧化SO₂，则可用硝酸钡与二氧化硫反应，检验其沉淀是否溶于酸判断为硫酸钡即可．

解答 解：（1）通入足量SO₂时C中发生二氧化硫与氯化铁的氧化还原反应，生成硫酸亚铁，则观察到溶液由棕黄色变为浅绿色；
故答案为：溶液由棕黄色变为浅绿色；
（2）①发生氧化还原反应，生成硫酸根离子、亚铁离子，离子反应为2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺；
故答案为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺；
②检验有Fe²⁺生成的实验方法为：取C中反应后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红；
故答案为：取C中反应后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红；
③该小组同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl₂溶液，硝酸具有强氧化性，则硝酸可以将溶解的SO₂氧化为 H₂SO₄，干扰试验；
故答案为：硝酸可以将溶解的SO₂氧化为 H₂SO₄，干扰试验；
（3）Fe³⁺具有氧化性，可将二氧化硫发生氧化为硫酸根离子；
故答案为：SO₂被Fe³⁺氧化为SO₄^2-；
（4）假设3为在酸性条件下NO₃^-能氧化SO₂，则可用硝酸钡与二氧化硫反应，检验其沉淀不溶于酸判断为硫酸钡，具体操作为：

实验步骤（简述操作过程）	预期现象和结论
①取适量Ba（NO3）2溶液于试管中；  ②向试管中通入过量SO2气体；  ③再向试管中加入过量盐酸．	若先有白色沉淀生成，加入盐酸后沉淀不消失，则假设3成立．

故答案为：

实验步骤（简述操作过程）	预期现象和结论
①取适量Ba（NO3）2溶液于试管中；  ②向试管中通入过量SO2气体；  ③再向试管中加入过量盐酸．	若先有白色沉淀生成，加入盐酸后沉淀不消失，则假设3成立．

．

点评 本题考查性质实验方案的设计及实验装置综合，为高频考点，题目难度中等，把握装置中发生的反应及氧化还原反应原理的应用为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查．