Question

【題目】I、某研究小組探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反應(yīng)。已知:1.0 mol·L-1的Fe(NO3)3溶液的pH=1,鐵架臺(tái)等夾持儀器已略去,請(qǐng)回答:

(1)裝置A中發(fā)生的化學(xué)方程式為________________。

(2)滴加濃硫酸之前要先打開(kāi)彈簧夾通入一定量的N2,其目的是___________。

(3)實(shí)驗(yàn)中,裝置B中產(chǎn)生了白色沉淀,該沉淀的成分是____，說(shuō)明SO2具有______性。

(4)分析B中產(chǎn)生白色沉淀的原因:

觀點(diǎn)1:SO2與Fe3+反應(yīng)；

觀點(diǎn)2:在酸性條件下SO2與NO3-反應(yīng)；

基于觀點(diǎn)1,裝置B中反應(yīng)的離子方程式是______________，為證明該觀點(diǎn),應(yīng)進(jìn)一步檢驗(yàn)生成的新物質(zhì),其實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象為(假定在反應(yīng)中SO2的量不足)________。

基于觀點(diǎn)2,只需將裝置B中Fe(NO3)3溶液替換為等體積的下列溶液,在相同的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。應(yīng)選擇的最佳試劑是____(填序號(hào))。

A. 0.1 mol·L-1的稀硝酸

B. 1.5 mol·L-1的Fe(NO3)3溶液

C、6.0 mol·L-1的NaNO3和0.2 mol·L-1鹽酸等體積混合的混合液

II、(1)人們常用催化劑來(lái)選擇反應(yīng)進(jìn)行的方向．圖1所示為一定條件下1 mol CH3OH與O2發(fā)生反應(yīng)時(shí)生成CO、CO2或HCHO的能量變化圖[反應(yīng)物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。在有催化劑作用下，CH3OH與O2反應(yīng)主要生成________（填“CO”、“CO2”或“HCHO”）；2HCHO(g)+O2(g)＝2CO(g)+2H2O(g) △H=________。

Answer 1

【答案】Na2SO3+H2SO4（濃）＝Na2SO4+SO2↑+H2O 排凈裝置中的空氣，為排除氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾 BaSO4 還原性 SO2+2Fe3++Ba2++2H2O＝BaSO4↓+2Fe2++4H+ 取少量B中溶液于試管中，加入少量[K3Fe（CN)6]溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則溶液中有Fe2+，觀點(diǎn)1合理 C HCHO -470kJ/mol

【解析】

I、（1）亞硫酸鈉和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫和硫酸鈉；

（2）為排除空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，滴加濃硫酸之前應(yīng)先通入氮?dú)猓瑢⒖諝馀懦觯?/span>

（3）二氧化硫具有還原性，可與硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根離子，進(jìn)而生成硫酸鋇沉淀；

（4）Fe3+和NO3-都具有氧化性，都可與二氧化硫反應(yīng)，可根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行判斷。

II、（1）使用催化劑可以降低反應(yīng)的活化能；

根據(jù)圖表可知2HCHO（g）+O2（g）＝2CO（g）+2H2O（g）中反應(yīng)物能量高，生成物能量低，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，然后依據(jù)圖中給出數(shù)據(jù)解答。

（l）裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na2SO3+H2SO4（濃）＝Na2SO4+SO2↑+H2O；

（2）為排除空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，滴加濃硫酸之前應(yīng)先通入氮?dú)猓瑢⒖諝馀懦�，操作為打開(kāi)彈簧夾，向裝置中通入一段時(shí)間的N2，關(guān)閉彈簧夾；

（3）二氧化硫具有還原性，可與硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根離子，進(jìn)而生成硫酸鋇沉淀；

（4）①按觀點(diǎn)1，裝置B中反應(yīng)的離子方程式是SO2+2Fe3++Ba2++2H2O＝BaSO4↓+2Fe2++4H+，可通過(guò)檢驗(yàn)是否有Fe2+生成的方法判斷，具體做法為取少量B中溶液于試管中，加入少量鐵氰化鉀[K3Fe（CN）6]溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則溶液中有Fe2+，觀點(diǎn)1合理；

②觀點(diǎn)2是在酸性條件下SO2與NO3-反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)中c（NO3-）=3mol/L，則可用6.0molL-1NaNO3和0.2molL-1鹽酸等體積混合的溶液代替，故答案為：C。

Ⅱ、（1）根據(jù)圖象可以看出轉(zhuǎn)化成甲醛時(shí)活化能最低，使用催化劑時(shí)主要產(chǎn)物為HCHO；2HCHO（g）+O2（g）＝2CO（g）+2H2O（g）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H=-2（676-158-283）KJmol-1=-470KJmol-1。