Question

某研究性学习小组为探究Fe³⁺是否能氧化SO₂，设计了如下的实验装置（假设实验中所用装置的气密性良好）．

（1）甲同学利用以上实线框内装置制取SO₂并进行探究实验．
①装置A中发生反应的化学方程式为

 

．
②装置B的作用是

 

．
③反应一段时间后，甲同学取装置C中少量溶液，往其中加入盐酸酸化的BaCl₂溶液，观察到有白色沉淀产生．由此他得出结论：Fe³⁺可氧化SO₂．
（2）乙同学认为甲同学的实验不严谨，他用以上虚线框内装置替代装置A，先使装置E内试剂反应一段时间后，关闭活塞1，打开活塞2，又反应片刻后，取装置C中少量溶液，往其中加入酸性KMnO₄溶液，观察到酸性KMnO₄溶液紫红色褪去．由此他得出结论：Fe³⁺已被SO₂还原成Fe²⁺．
①该实验制H₂时需用浓硫酸配制450mL 3mol/L的稀硫酸，配制中所需的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外，还需

 

，配制过程中若其他操作无误，但没有洗涤烧杯与玻璃棒，则所配制溶液的浓度会

 

（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
②在该实验过程中H₂所起的作用是

 

．
（3）丙同学认为甲、乙的实验均不严谨，为此他沿用乙同学的实验装置及操作，重新实验．待装置F内反应一段时间后，取装置C中少量溶液，往其中加入盐酸酸化的BaCl₂溶液，得出与甲同学相同的结论．请你分析并回答：
①甲同学实验不严谨的原因是

 

．（选填序号）
A．SO₂溶解量太少
B．SO₂不与Fe³⁺发生反应
C．H₂SO₃与BaCl₂不反应
D．装置中的空气与SO₂进入水中也可生成H₂SO₄
②乙同学的实验结论不严谨的原因是

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,化学实验方案的评价

专题：实验设计题

分析：浓硫酸和亚硫酸钠反应生成硫酸钠和二氧化硫，U形管能防倒吸，Fe³⁺能被SO₂还原成Fe²⁺，通过检验Fe²⁺证明二氧化硫被氧化，尾气用氢氧化钠吸收．
（1）①浓硫酸和亚硫酸钠反应生成硫酸钠和二氧化硫；
②U形管能防倒吸；
（2）①根据实验步骤选取实验仪器；根据c=

n

V

分析操作对溶质的物质的量或对溶液的体积的影响判断；
②反应产生氢气排尽装置中的空气；
（3）①二氧化硫能被空气氧化为硫酸；
②检验Fe²⁺，应排除其它物质的干扰．

解答： 解：（1）①浓硫酸和亚硫酸钠反应生成硫酸钠和二氧化硫，反应的化学方程式为：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案为：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
②U形管能放倒吸，故答案为：防倒吸；
（2）①配制步骤有量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，一般用量筒量取浓硫酸在烧杯中稀释，冷却后转移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，当加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，所以需要的仪器还有：500mL容量瓶；没有洗涤溶解用的烧杯和玻璃棒，溶质的物质的量偏小，导致配制溶液的浓度偏低，故答案为：500 mL容量瓶；偏低；
②锌与硫酸反应产生氢气排尽装置中的空气，故答案为：排尽装置中的空气；
（3）①二氧化硫能被装置中的空气氧化为硫酸，故答案为：D；
②因为SO₂和Fe²⁺都可以使KMnO₄溶液褪色，所以无法确定一定有Fe²⁺生成，故答案为：SO₂也能使高锰酸钾溶液褪色．

点评：本题考查的是二氧化硫的性质及实验室制法，二氧化硫有还原性，与强氧化剂发生氧化还原反应，还具有漂白性，经常与次氯酸的漂白性比较，题目难度不大．