Question

11．某研究小組用如圖裝置進行SO₂ 與FeCl₃溶液反應的相關實驗（夾持裝置已略去）．

（1）在配制氯化鐵溶液時，需先把氯化鐵晶體溶解在濃鹽酸中，再加水稀釋，這樣操作的目的是抑制氯化鐵水解，操作中不需要的儀器有c、e（填字母）．
a．藥匙　b．燒杯　c．石棉網　d．玻璃棒　e．坩堝
（2）通入足量SO₂時C中觀察到的現象為溶液由棕黃色變為淺綠色．
（3）根據以上現象，該小組同學認為SO₂ 與 FeCl₃溶液發生了氧化還原反應．
①寫出SO₂與FeCl₃溶液反應的離子方程式：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺；
②請設計實驗方案檢驗有Fe²⁺生成取C中反應后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅；
③該小組同學向C試管反應后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl₂溶液，若出現白色沉淀，即可證明反應生成了SO₄^2-．該做法不合理 （填“合理”或“不合理”），理由是硝酸可以將溶解的SO₂氧化為H₂SO₄，干擾試驗．
（4）D裝置中倒置漏斗的作用是充分吸收氣體，防止溶液倒吸．
（5）為了驗證SO₂具有還原性，實驗中可以代替FeCl₃的試劑有b、c（填字母）．
a．濃H₂SO₄　　b．酸性KMnO₄溶液     c．碘水　　　　d．NaCl溶液．

Answer 1

分析 裝置A中的分液漏斗中的濃硫酸滴入錐形瓶中反應生成二氧化硫氣體，通過裝置B為安全瓶，通過裝置C中的氯化鐵溶液具有氧化性能氧化二氧化硫為硫酸，氯化鐵被還原為氯化亞鐵，最后過量的二氧化硫被氫氧化鈉溶液吸收，
（1）配制氯化鐵溶液時，應加相應的酸抑制鐵離子水解，在燒杯中稀釋配制溶液；
（2）通入足量SO₂時C中發生二氧化硫與氯化鐵的氧化還原反應，生成硫酸亞鐵；
（3）①發生氧化還原反應，生成硫酸根離子、亞鐵離子；
②檢驗有Fe²⁺生成，利用KSCN和氯水，先不變紅，后變紅分析；
③該小組同學向C試管反應后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl₂溶液，硝酸具有強氧化性；
（4）倒置漏斗可防止NaOH溶液倒吸；
（5）驗證SO₂具有還原性，選擇與二氧化硫反應的具有強氧化性的物質．

解答 解：（1）配制氯化鐵溶液時，需先把氯化鐵晶體溶解在濃鹽酸中，再加水稀釋，這樣操作的目的是抑制鐵離子水解，操作中需要用藥匙取固體在燒杯中進行溶解，用利用璃棒不斷攪拌，不需要的儀器有c、e，
故答案為：濃鹽酸；抑制氯化鐵水解；c、e；
（2）通入足量SO₂時C中發生二氧化硫與氯化鐵的氧化還原反應，生成硫酸亞鐵，則觀察到溶液由棕黃色變為淺綠色，
故答案為：溶液由棕黃色變為淺綠色；
（3）①發生氧化還原反應，生成硫酸根離子、亞鐵離子，離子反應為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Fe²⁺；
②檢驗有Fe²⁺生成的實驗方法為取C中反應后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅，
故答案為：取C中反應后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅；
③該小組同學向C試管反應后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl₂溶液，硝酸具有強氧化性，則硝酸可以將溶解的SO₂氧化為 H₂SO₄，干擾試驗，故做法不合理，
故答案為：不合理；硝酸可以將溶解的SO₂氧化為 H₂SO₄，干擾試驗；
（4）因尾氣易溶于NaOH溶液，則倒置漏斗的作用為防止NaOH溶液倒吸，
故答案為：使氣體充分吸收，防止溶液倒吸；
（5）驗證SO₂具有還原性，可與高錳酸鉀或碘水發生氧化還原反應，S元素的化合價升高，而與濃硫酸、NaCl不反應，
故答案為：b、c．

點評 本題考查性質實驗方案的設計及實驗裝置綜合，為高頻考點，把握裝置中發生的反應及氧化還原反應原理的應用為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度中等．