【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組通過(guò)下列反應(yīng)原理制備SO2并進(jìn)行性質(zhì)探究.反應(yīng)原理為:Na2SO3(固)+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2↑+H2O
(1)根據(jù)上述原理制備并收集干燥SO2的實(shí)驗(yàn)裝置連接順序?yàn)?/span>
(2)D中盛裝的試劑為
(3)甲同學(xué)用注射器吸取純凈的SO2并結(jié)合裝置G進(jìn)行SO2的性質(zhì)實(shí)驗(yàn),若X是Na2S溶液,其目的是檢驗(yàn)SO2 , 可觀察到的現(xiàn)象
(4)實(shí)驗(yàn)1:乙同學(xué)將溶液X換為濃度均為0.1mol/L Fe(NO33和BaCl2的混合溶液(已經(jīng)除去溶解氧),通入少量SO2后觀察到燒杯產(chǎn)生白色沉淀,乙同學(xué)認(rèn)為白色沉淀為BaSO4 , 為探究白色沉淀的成因,他繼續(xù)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:(已知:0.1mol/L Fe(NO33的pH=2)

實(shí)驗(yàn)

操作

現(xiàn)象

結(jié)論和解釋

2

將SO2通入0.1mol/L和BaCl2混合液

產(chǎn)生白色沉淀

Fe3+能氧化H2SO3

3

將SO2通入和 BaCl2混合液

產(chǎn)生白色沉淀

酸性條件NO3能將H2SO3氧化為SO42


(5)丙同學(xué)認(rèn)為以上實(shí)驗(yàn)只能說(shuō)明Fe3+和酸性條件下NO3均能將H2SO3氧化為SO42 , 不能說(shuō)明誰(shuí)先氧化H2SO3 , 他利用提供的試劑(限選試劑:KSCN溶液,K3[Fe(CN)6]溶液,苯酚溶液,硝酸溶液)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究何種微粒先發(fā)生反應(yīng).請(qǐng)幫助他完成方案(包括操作現(xiàn)象和結(jié)論):取乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)1后裝置G中燒杯的上層清液于試管中,
(6)丁同學(xué)在實(shí)驗(yàn)2過(guò)程發(fā)現(xiàn),黃色溶液先變紅棕色后慢慢變淺綠色,查閱資料得:Fe3++6SO2Fe(SO263+(紅棕色).請(qǐng)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋實(shí)驗(yàn)2中溶液顏色變化的原因

【答案】
(1)AECED或AECD或AECF
(2)NaOH溶液
(3)氧化性;產(chǎn)生黃色沉淀
(4)FeCl3;0.01mol/LHNO3
(5)往試管中滴加鐵氰化鉀溶液,若溶液出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,則證明是Fe3+先氧化H2SO3 , 若溶液沒(méi)有明顯現(xiàn)象,則證明是pH=2的HNO3先氧化H2SO3
(6)反應(yīng)2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42+4H+(反應(yīng)①)較Fe3++6SO2?Fe(SO263+(反應(yīng)②)反應(yīng)緩慢,故先發(fā)生反應(yīng)②,然后發(fā)生反應(yīng)①,但反應(yīng)①的限度較大,故溶液中c(Fe3+)慢慢降低,平衡逆向移動(dòng),紅棕色逐漸褪去,最終得到淺綠色溶液
【解析】解:(1)反應(yīng)原理為:Na2SO3(固)+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2↑+H2O,根據(jù)上述原理制備并收集干燥SO2的實(shí)驗(yàn)裝置選擇A為發(fā)生裝置,生成二氧化硫中含水蒸氣,通過(guò)裝置E中的濃硫酸干燥二氧化硫氣體,通過(guò)裝置C收集二氧化硫氣體,剩余氣體不能排放需要通過(guò)裝置D或F吸收,制備并收集干燥SO2的實(shí)驗(yàn)裝置連接順序?yàn)椋篈ECED 或AECD或AECF,所以答案是:AECED 或AECD或AECF;(2)D裝置是吸收多余的二氧化硫氣體,D中盛裝的試劑為氫氧化鈉溶液,
所以答案是:NaOH溶液;(3)甲同學(xué)用注射器吸取純凈的SO2并結(jié)合裝置G進(jìn)行SO2的性質(zhì)實(shí)驗(yàn),若X是Na2S溶液,則二氧化硫和硫化鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫單質(zhì),反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Na2S+SO2+2H2O=3S+4NaOH,表現(xiàn)了二氧化硫的氧化性,反應(yīng)現(xiàn)象為生成黃色沉淀,
所以答案是:氧化性;產(chǎn)生黃色沉淀;(4)乙同學(xué)將溶液X換為濃度均為0.1mol/L Fe(NO33和BaCl2的混合溶液(已經(jīng)除去溶解氧),通入少量SO2后觀察到燒杯產(chǎn)生白色沉淀,乙同學(xué)認(rèn)為白色沉淀為BaSO4 , 鐵離子氧化二氧化硫生成硫酸,結(jié)合鋇離子生成硫酸鋇沉淀,二氧化硫通入硝酸的氯化鋇溶液中,稀硝酸氧化二氧化硫?yàn)榱蛩嵘闪蛩徜^沉淀;
將SO2通入0.1mol/L FeCl3和BaCl2混合液產(chǎn)生白色沉淀,是Fe3+能氧化H2SO3 , 將SO2通入0.01mol/L HNO3 和 BaCl2混合液,產(chǎn)生白色沉淀酸性條件NO3能將H2SO3氧化為SO42 ,
所以答案是:FeCl3;0.01mol/L HNO3;(5)丙同學(xué)認(rèn)為以上實(shí)驗(yàn)只能說(shuō)明Fe3+和酸性條件下NO3均能將H2SO3氧化為SO42 , 不能說(shuō)明誰(shuí)先氧化H2SO3 , 他利用提供的試劑(限選試劑:KSCN溶液,K3[Fe(CN)6]溶液,苯酚溶液,硝酸溶液)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究何種微粒先發(fā)生反應(yīng),取乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)1后裝置G中燒杯的上層清液于試管中,往試管中滴加鐵氰化鉀溶液,若溶液出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,則證明是Fe3+先氧化H2SO3 , 若溶液沒(méi)有明顯現(xiàn)象,則證明是pH=2的HNO3先氧化H2SO3 ,
所以答案是:往試管中滴加鐵氰化鉀溶液,若溶液出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,則證明是Fe3+先氧化H2SO3 , 若溶液沒(méi)有明顯現(xiàn)象,則證明是pH=2的HNO3先氧化H2SO3;(6)丁同學(xué)在實(shí)驗(yàn)2過(guò)程發(fā)現(xiàn),黃色溶液先變紅棕色后慢慢變淺綠色,查閱資料得:Fe3++6SO2Fe(SO263+(紅棕色).請(qǐng)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋實(shí)驗(yàn)2中溶液顏色變化的原因是:反應(yīng)2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42+4H+(反應(yīng)①)較Fe3++6SO2Fe(SO263+(反應(yīng)②)反應(yīng)緩慢,故先發(fā)生反應(yīng)②,然后發(fā)生反應(yīng)①,但反應(yīng)①的限度較大,故溶液中c(Fe3+)慢慢降低,平衡逆向移動(dòng),紅棕色逐漸褪去,最終得到淺綠色溶液,所以答案是:反應(yīng)2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42+4H+(反應(yīng)①)較Fe3++6SO2Fe(SO263+(反應(yīng)②)反應(yīng)緩慢,故先發(fā)生反應(yīng)②,然后發(fā)生反應(yīng)①,但反應(yīng)①的限度較大,故溶液中c(Fe3+)慢慢降低,平衡逆向移動(dòng),紅棕色逐漸褪去,最終得到淺綠色溶液.

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