Question

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

(1)裝置A中發生的化學方程式為________________。

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

(3)實驗中,裝置B中產生了白色沉淀,該沉淀的成分是____，說明SO2具有______性。

(4)分析B中產生白色沉淀的原因:

觀點1:SO2與Fe3+反應；

觀點2:在酸性條件下SO2與NO3-反應；

基于觀點1,裝置B中反應的離子方程式是______________，為證明該觀點,應進一步檢驗生成的新物質,其實驗操作及現象為(假定在反應中SO2的量不足)________。

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

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)人們常用催化劑來選擇反應進行的方向．圖1所示為一定條件下1 mol CH3OH與O2發生反應時生成CO、CO2或HCHO的能量變化圖[反應物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。在有催化劑作用下，CH3OH與O2反應主要生成________（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，為排除氧氣對實驗的干擾 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]溶液產生藍色沉淀，則溶液中有Fe2+，觀點1合理 C HCHO -470kJ/mol

【解析】

I、（1）亞硫酸鈉和濃硫酸反應生成二氧化硫和硫酸鈉；

（2）為排除空氣對實驗的干擾，滴加濃硫酸之前應先通入氮氣，將空氣排出；

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

（4）Fe3+和NO3-都具有氧化性，都可與二氧化硫反應，可根據反應產物進行判斷。

II、（1）使用催化劑可以降低反應的活化能；

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

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

（2）為排除空氣對實驗的干擾，滴加濃硫酸之前應先通入氮氣，將空氣排出，操作為打開彈簧夾，向裝置中通入一段時間的N2，關閉彈簧夾；

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

（4）①按觀點1，裝置B中反應的離子方程式是SO2+2Fe3++Ba2++2H2O＝BaSO4↓+2Fe2++4H+，可通過檢驗是否有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]溶液產生藍色沉淀，則溶液中有Fe2+，觀點1合理；

②觀點2是在酸性條件下SO2與NO3-反應，實驗中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）根據圖象可以看出轉化成甲醛時活化能最低，使用催化劑時主要產物為HCHO；2HCHO（g）+O2（g）＝2CO（g）+2H2O（g）該反應為放熱反應，△H=-2（676-158-283）KJmol-1=-470KJmol-1。