Question

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

（1）在配制氯化铁溶液时，需先把氯化铁晶体溶解在浓盐酸中，再加水稀释．
（2）组装仪器按气流方向正确的连接顺序是a接d，e接c，b接f．
（3）烧杯中倒置漏斗的作用是使气体充分吸收，防止溶液倒吸．
（4）往FeCl₃溶液中通入足量SO₂时，观察到的现象为溶液由棕黄色变为浅绿色．
（5）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请设计实验方案检验有Fe²⁺生成：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该小组同学向盛装FeCl₃试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl₂溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了SO₄^2-．该做法不合理，理由是硝酸可以将溶解的SO₂氧化为H₂SO₄，干扰试验．

Answer 1

分析 （1）配制氯化铁溶液时，应加相应的酸抑制铁离子水解，在烧杯中稀释配制溶液；
（2）根据实验目的，先是制备二氧化硫，然后是让二氧化硫和氯化铁之间反应，但是之前要进行防倒吸，最后进行尾气处理；
（3）倒置漏斗可防止NaOH溶液倒吸；
（4）氯化铁中通入足量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；
（5）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．

解答 解：（1）配制氯化铁溶液时，需先把氯化铁晶体溶解在浓盐酸中，再加水稀释，这样操作的目的是抑制铁离子水解，故答案为：浓盐酸；
（2）根据实验目的，先是制备二氧化硫，用第一个装置，用最后一个装置，导管要短进长出，可以防止倒吸，然后是让二氧化硫和氯化铁之间反应，即第三个装置，最后进行尾气处理，顺序是：d、e、c、b、f，故答案为：d；e；c；b；f；
（3）因尾气易溶于NaOH溶液，则倒置漏斗的作用为防止NaOH溶液倒吸，故答案为：使气体充分吸收，防止溶液倒吸；
（4）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；
（5）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，故做法不合理，
故答案为：硝酸可以将溶解的SO₂氧化为H₂SO₄，干扰试验．

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，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，题目难度不大．