Question

【題目】某研究小組用如圖裝置探究SO2和Fe（NO3）3溶液的反應：已知：1.0molL﹣1的Fe（NO3）3溶液的pH=1，請回答下列問題：

（1）滴加濃硫酸之前，先通氮氣的目的是 ， C裝置的作用是 ．
（2）充分反應后，能說明SO2和Fe（NO3）3溶液發生反應的實驗現象是 ．
（3）為探究SO2和Fe（NO3）3溶液發生反應的原理，該研究小組提出如下猜想：猜想1：SO2與Fe3+反應；
猜想2：在酸性條件下SO2與NO3﹣反應；
猜想3：
①若猜想1成立，裝置B中反應的離子方程式是；若要檢驗Fe3+是否耗盡，所需試劑的化學式是 ．
②若猜想2成立，還必須選用下列試劑中的（填字母）與SO2反應來進一步驗證．
a．NaNO3與BaCl2的混合溶液
b．FeCl3 ， NaNO3的混合溶液
c．FeCl3與BaCl2的混合溶液．
（4）SO2為空氣污染物，研究小組為測定某工廠區空氣中SO2的含量，取10m3（標準狀況下）空氣，緩慢通過足量溴水中，在所得溶液中加入過量的BaCl2溶液，將產生的白色沉淀洗滌、干燥，稱得質量為0.4660g，則此空氣中SO2的濃度為mgm﹣3 ．

Answer 1

【答案】
（1）排除空氣對實驗的干擾；吸收SO2等尾氣
（2）B中產生了白色沉淀
（3）SO2和Fe3+、酸性條件下NO3﹣都反應；SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+；KSCN溶液；ac
（4）12.8
【解析】解：（1）氧氣能將SO2氧化，所以如果裝置中含有氧氣，會干擾實驗，所以排入氮氣的目的是排凈空氣防止干擾實驗；未反應完的SO2會污染環境，所以C裝置的作用是吸收SO2等尾氣；所以答案是：排除空氣對實驗的干擾；吸收SO2等尾氣；（2）SO2具有還原性，酸性條件下，能被硝酸根離子或鐵離子氧化生成硫酸根離子，硫酸根離子和鋇離子反應生成硫酸鋇白色沉淀，所以答案是：B中產生了白色沉淀；（3）Fe3+、酸性條件下NO3﹣都能氧化SO2 ， 即SO2和Fe3+、酸性條件下的NO3﹣都反應；所以答案是：SO2和Fe3+、酸性條件下NO3﹣都反應；①若猜想1成立，Fe3+具有氧化性，可將二氧化硫氧化成硫酸根，本身被還原成二價鐵，反應的離子方程式是SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+；檢驗溶液中Fe3+存在通常用KSCN溶液，取少量溶液與試管中，滴加KSCN溶液，溶液變紅說明Fe3+存在，所以答案是②：SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+；KSCN溶液；②若猜想2成立，則需證明在酸性條件下SO2與NO3﹣反應，則選用NaNO3與BaCl2的混合溶液，出現白色沉淀，以及SO2與Fe3+不反應，則選用FeCl3與BaCl2的混合溶液，無現象；故選：ac；（4）設SO2的質量為x，由反應SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl可得：
SO2～H2SO4～BaSO4
64233
x0.4660g
= 解得：x=0.128g=128mg，
則空氣中SO2的濃度為 =12.8 mg/m3；
所以答案是：12.8 mg/m3 ．