Question

【題目】某校化學興趣小組探究SO2與FeCl3溶液的反應，所用裝置如右圖所示（夾持儀器已略去）。

（1）實驗前，應先檢查裝置的 ；實驗中產生的尾氣應通入 溶液進行處理。

（2）實驗過程中需要配制100 mL l mo1·L-1 FeCl3溶液，所需要的玻璃儀器有：燒杯、量筒、玻璃棒、 ；實際配制過程中，常先將FeCl3固體完全溶于適量稀鹽酸中，再加水稀釋，此特殊操作的目的是____。

（3）該小組同學向5 mL l mo1·L-1 FeCl3溶液中通入足量的SO2，溶液最終呈淺綠色，寫出其反應的離子方程式 。再打開分液漏斗活塞，逐滴加入煮沸冷卻后的NaOH稀溶液，則試管B中產生的實驗現象是 。

（4）該小組同學在（3）中實驗時，發現溶液變為淺綠色需要較長時間，在此期間同學們觀察到的現象是溶液由棕黃色變成紅棕色，沒有觀察到丁達爾效應，最終溶液呈淺綠色。

【查閱資料】Fe(HSO3)2+在溶液中呈紅棕色且具有較強的還原性，能被Fe3+氧化為SO42-。則Fe(HSO3)2+與Fe3+在溶液中反應的離子方程式是 。

（5）若實驗中用5 mL一定濃度的濃H2SO4與適量Cu片充分反應，實驗結束后，測得產生SO2的體積在標準狀況下為672 mL，向已冷卻的A試管溶液中加入4 mo1·L-1的NaOH溶液30 mL時，恰好使Cu2+完全沉淀。則所用濃H2SO4濃度為____。（忽略過程中溶液的體積變化）

Answer 1

【答案】（1）氣密性； NaOH；（2）100 mL容量瓶、膠頭滴管；抑制FeCl3水解；（3）2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42-＋4H＋；先無現象，后生成白色絮狀沉淀；（4）Fe(HSO3)2+＋Fe3+＋H2O＝2Fe2+＋SO42-＋3H+；（5）18 mo1·L-1.

【解析】

試題分析：（1）實驗前，應先檢查裝置的氣密性；實驗中產生的尾氣是SO2,應通入NaOH溶液進行處理；（2）實驗過程中需要配制100 mL l mo1·L-1 FeCl3溶液，配制一定物質的量濃度的溶液需要的玻璃儀器有：燒杯、量筒、玻璃棒、100mL容量瓶、定容時還要用到膠頭滴管，配制過程中，由于Fe3+容易發生水解，常先將FeCl3固體完全溶于適量稀鹽酸中，再加水稀釋，抑制Fe3+的水解，答案為：100 mL容量瓶、膠頭滴管；抑制FeCl3水解；（3）向5 mL l mo1·L-1 FeCl3溶液中通入足量的SO2，溶液最終呈淺綠色，生成了Fe2+,SO2被氧化為H2SO4，發生的離子方程式為：2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42-＋4H＋，試管中有硫酸和硫酸亞鐵，加入稀NaOH溶液，先和硫酸發生中和反應，這一階段無明顯現象，當硫酸反應完后，將和硫酸亞鐵反應生成氫氧化亞鐵，由于氫氧化鈉是煮沸除去了氧氣的，所以氫氧化亞鐵不會被氧化為氫氧化鐵，答案為：2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42-＋4H＋；先無現象，后生成白色絮狀沉淀；（4）Fe(HSO3)2+在溶液中呈紅棕色且具有較強的還原性，能被Fe3+氧化為SO42-,則Fe3+被還原為Fe2+,反應的離子方程式為：Fe(HSO3)2+＋Fe3+＋H2O＝2Fe2+＋SO42-＋3H+；（5）5 mL一定濃度的濃H2SO4與適量Cu片充分反應，實驗結束后，測得產生SO2的體積在標準狀況下為672 mL，Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O,n(SO2)=0.672L/22.4L/mol=0.03mol， 算出n(CuSO4)=0.03mol，n1(H2SO4)=0.06mol, 向已冷卻的A試管溶液中加入4 mo1·L-1的NaOH溶液30 mL時，恰好使Cu2+完全沉淀，Cu不會和稀硫酸反應，A中還有稀硫酸，當加入NaOH溶液時，首先和未反應的硫酸反應，硫酸反應完后再和CuSO4反應，CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4，

n1 (NaOH)=2n(CuSO4)=0.06mol，和硫酸反應的氫氧化鈉的物質的量為n2(NaOH)=4mol·L-1×0.03L-0.06mol=0.06mol，n2(H2SO4)=0.06mol/2=0.03mol,總硫酸的物質的量為0.03mol+0.06mol=0.09mol，c(H2SO4)=0.09mol/0.005L=18mol/L,答案為：18mol/L.