Question

【題目】某研究性學習小組通過下列反應原理制備SO2并進行性質探究．反應原理為：Na2SO3（固）+H2SO4（濃）=Na2SO4+SO2↑+H2O
（1）根據上述原理制備并收集干燥SO2的實驗裝置連接順序為 ．
（2）D中盛裝的試劑為 ．
（3）甲同學用注射器吸取純凈的SO2并結合裝置G進行SO2的性質實驗，若X是Na2S溶液，其目的是檢驗SO2的 ， 可觀察到的現象 ．
（4）實驗1：乙同學將溶液X換為濃度均為0.1mol/L Fe（NO3）3和BaCl2的混合溶液（已經除去溶解氧），通入少量SO2后觀察到燒杯產生白色沉淀，乙同學認為白色沉淀為BaSO4 ， 為探究白色沉淀的成因，他繼續進行如下實驗驗證：（已知：0.1mol/L Fe（NO3） 3的pH=2）

實驗	操作	現象	結論和解釋
2	將SO2通入0.1mol/L和BaCl2混合液	產生白色沉淀	Fe3+能氧化H2SO3
3	將SO2通入和 BaCl2混合液	產生白色沉淀	酸性條件NO3﹣能將H2SO3氧化為SO42﹣

（5）丙同學認為以上實驗只能說明Fe3+和酸性條件下NO3﹣均能將H2SO3氧化為SO42﹣ ， 不能說明誰先氧化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）設計實驗方案探究何種微粒先發生反應．請幫助他完成方案（包括操作現象和結論）：取乙同學實驗1后裝置G中燒杯的上層清液于試管中， ．
（6）丁同學在實驗2過程發現，黃色溶液先變紅棕色后慢慢變淺綠色，查閱資料得：Fe3++6SO2Fe（SO2）63+（紅棕色）．請用化學平衡移動原理解釋實驗2中溶液顏色變化的原因 ．

Answer 1

【答案】
（1）AECED或AECD或AECF
（2）NaOH溶液
（3）氧化性；產生黃色沉淀
（4）FeCl3；0.01mol/LHNO3
（5）往試管中滴加鐵氰化鉀溶液，若溶液出現藍色沉淀，則證明是Fe3+先氧化H2SO3 ， 若溶液沒有明顯現象，則證明是pH=2的HNO3先氧化H2SO3
（6）反應2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42﹣+4H+（反應①）較Fe3++6SO2?Fe（SO2）63+（反應②）反應緩慢，故先發生反應②，然后發生反應①，但反應①的限度較大，故溶液中c（Fe3+）慢慢降低，平衡逆向移動，紅棕色逐漸褪去，最終得到淺綠色溶液
【解析】解：（1）反應原理為：Na2SO3（固）+H2SO4（濃）=Na2SO4+SO2↑+H2O，根據上述原理制備并收集干燥SO2的實驗裝置選擇A為發生裝置，生成二氧化硫中含水蒸氣，通過裝置E中的濃硫酸干燥二氧化硫氣體，通過裝置C收集二氧化硫氣體，剩余氣體不能排放需要通過裝置D或F吸收，制備并收集干燥SO2的實驗裝置連接順序為：AECED 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）甲同學用注射器吸取純凈的SO2并結合裝置G進行SO2的性質實驗，若X是Na2S溶液，則二氧化硫和硫化鈉發生氧化還原反應生成硫單質，反應的化學方程式為：2Na2S+SO2+2H2O=3S+4NaOH，表現了二氧化硫的氧化性，反應現象為生成黃色沉淀，
所以答案是：氧化性；產生黃色沉淀；（4）乙同學將溶液X換為濃度均為0.1mol/L Fe（NO3）3和BaCl2的混合溶液（已經除去溶解氧），通入少量SO2后觀察到燒杯產生白色沉淀，乙同學認為白色沉淀為BaSO4 ， 鐵離子氧化二氧化硫生成硫酸，結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為硫酸生成硫酸鋇沉淀；
將SO2通入0.1mol/L FeCl3和BaCl2混合液產生白色沉淀，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）丙同學認為以上實驗只能說明Fe3+和酸性條件下NO3﹣均能將H2SO3氧化為SO42﹣ ， 不能說明誰先氧化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）設計實驗方案探究何種微粒先發生反應，取乙同學實驗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，若溶液出現藍色沉淀，則證明是Fe3+先氧化H2SO3 ， 若溶液沒有明顯現象，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，若溶液出現藍色沉淀，則證明是Fe3+先氧化H2SO3 ， 若溶液沒有明顯現象，則證明是pH=2的HNO3先氧化H2SO3；（6）丁同學在實驗2過程發現，黃色溶液先變紅棕色后慢慢變淺綠色，查閱資料得：Fe3++6SO2Fe（SO2）63+（紅棕色）．請用化學平衡移動原理解釋實驗2中溶液顏色變化的原因是：反應2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42﹣+4H+（反應①）較Fe3++6SO2Fe（SO2）63+（反應②）反應緩慢，故先發生反應②，然后發生反應①，但反應①的限度較大，故溶液中c（Fe3+）慢慢降低，平衡逆向移動，紅棕色逐漸褪去，最終得到淺綠色溶液，所以答案是：反應2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42﹣+4H+（反應①）較Fe3++6SO2Fe（SO2）63+（反應②）反應緩慢，故先發生反應②，然后發生反應①，但反應①的限度較大，故溶液中c（Fe3+）慢慢降低，平衡逆向移動，紅棕色逐漸褪去，最終得到淺綠色溶液．