Question

【題目】實驗室為探究鐵與濃硫酸的反應，并驗證SO2的性質，設計如圖所示裝置進行實驗。

請回答下列問題：

(1)實驗時將導管a插入試管中，可使裝置B中的溶液不發生倒吸。其原因是______。

(2)裝置B中酸性KMnO4溶液逐漸褪色，則裝置B中發生反應的離子方程式是_____；裝置C中出現的現象是________。

(3)裝置D的作用是__________；實驗結束時需從導管a通入大量空氣，其目的是_______。

(4)若裝置A反應后的溶液中金屬陽離子只含有Fe3＋，則裝置A中發生反應的化學方程式是_____。

Answer 1

【答案】A裝置試管中氣體壓強減小時，空氣從導管a進入A裝置，a導管起平衡氣壓的作用 5SO2＋2MnO4－＋2H2O＝5SO42－＋2Mn2＋＋4H＋ 溶液變渾濁(或出現淡黃色沉淀) 驗證SO2的漂白性和生成物的不穩定性 將裝置中的SO2氣體全部排除，完全被E裝置吸收，以防止污染環境 2Fe＋6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O

【解析】

濃硫酸具有強氧化性，加熱條件下與Fe反應生成若二氧化硫，則生成的二氧化硫通入酸性高錳酸鉀溶液發生氧化還原反應，高錳酸鉀溶液褪色，再經過硫化氫溶液中，發生氧化還原反應，生成硫沉淀，再經過D中的品紅溶液，品紅溶液褪色，再用酒精燈加熱，若品紅溶液又恢復為紅色，則說明裝置A中生成的氣體中含有二氧化硫，二氧化硫屬于大氣污染物，不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉吸收，據此分析解答。

(1)B中的溶液發生倒吸，是因為裝置中氣體壓強減小，實驗時A中導管a插入濃硫酸中，A裝置試管中氣體壓強減小時，空氣從導管a進入A裝置，a導管起平衡氣壓的作用；

(2)SO2通入酸性KMnO4溶液反應生成錳離子和硫酸，反應的離子方程式為：5SO2＋2MnO4－＋2H2O＝5SO42－＋2Mn2＋＋4H＋；二氧化硫通入硫化氫溶液中，SO2中硫元素化合價降低，得電子，體現氧化性，H2S體現還原性，則裝置C中發生反應的化學方程式是： SO2+2H2S=3S↓+2H2O，C中溶液變渾濁(或出現淡黃色沉淀)；

(3)SO2能使品紅的紅色溶液變為無色是體現了二氧化硫的漂白性，用酒精燈加熱，褪色的品紅恢復紅色；所以D裝置能驗證二氧化硫的漂白性和生成物的不穩定性，二氧化硫有毒，實驗結束時需從a導管通入大量空氣，使裝置中殘留的二氧化硫氣體完全被E裝置中NaOH溶液吸收，以防止污染環境；

(4)若裝置A反應后的溶液中金屬陽離子只含有Fe3+，則在加熱條件下，鐵與濃硫酸反應生成硫酸鐵、水和二氧化硫氣體，反應的化學方程式為：2Fe＋6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。