Question

某小组同学为比较酸性条件下NO₃^－、SO₄^2－、Fe³⁺的氧化性强弱，设计如下实验（夹持仪器已略去，装置的气密性已检验）。

实验记录如下：

	实验操作	实验现象
I	打开活塞c，将过量稀HNO3加入装置B中，关闭活塞c	B中浅绿色溶液最终变为黄色。
II	用注射器取出少量B装置中的溶液，加入KSCN溶液	溶液变为红色。
III	打开活塞b，向A装置中加入足量硫酸，关闭活塞b	A中产生气体；B中有气泡，液面上有少量红棕色气体生成。
IV	一段时间后，用注射器取出少量B装置中的溶液，……	……
V	打开活塞a，通入一段时间空气	————

请回答下列问题：

（1）实验I中，发生反应的离子方程式是                                  。

（2）实验IV的后续操作是                    ，观察到的现象是            。

（3）由实验得出的结论：酸性条件下氧化性由大到小的顺序是                   。

（4） 实验操作V的目的是                        。

（5）实验操作III，开始时B中溶液的颜色并无明显变化，此时溶液中发生反应的离子方程式是                             。

Answer

（1）3Fe2+ + NO3－ + 4H+＝3Fe3+ + NO↑+ 2H2O （2）加入KMnO4溶液，溶液褪色

（3）NO3－﹥Fe3+﹥SO42－

（4） 将装置中的SO2、NO、NO2等气体排进NaOH溶液中吸收，防止污染大气

（5） 3SO2 + 2NO3－ + 2H2O＝3SO42－+ 2NO↑+ 4H+

【解析】

试题分析：：（1）打开活塞c，将过量稀HNO3加入装置B中，关闭活塞c，B中浅绿色溶液立即变为深棕色；一段时间后，溶液最终变为黄色，亚铁离子被氧化为铁离子，反应的离子方程式为：3Fe2+ + NO3－ + 4H+＝3Fe3+ + NO↑+ 2H2O。

（2）打开活塞b，向A装置中加入足量硫酸，关闭活塞b，A中产生气体；B中有气泡，液面上有少量红棕色气体生成，一段时间后，用注射器取出少量B装置中的溶液为亚铁离子的溶液。亚铁离子具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此后续操作是加入KMnO4溶液，溶液褪色。

（3）实验Ⅰ是硝酸氧化亚铁离子，说明硝酸的氧化性大于氧化产物铁离子，实验操作Ⅲ，打开活塞b，向A装置中加入足量硫酸，关闭活塞b，开始时B中溶液的颜色并无明显变化是稀硝酸氧化二氧化硫的反应生成硫酸和一氧化氮气体，说明硝酸氧化性大于氧化物硫酸，实验Ⅳ是二氧化硫通入铁盐溶液发生氧化还原反应，铁离子的氧化性大于氧化产物硫酸，氧化性大小为NO3－﹥Fe3+﹥SO42－。

（4）氮的氧化物、硫的氧化物属于大气污染物，需要尾气处理，因此打开活塞a，通入一段时间空气的目的是将装置中的SO2、NO、NO2等气体排进NaOH溶液中吸收，防止污染大气，

（5）实验操作III，开始时B中溶液的颜色并无明显变化，这说明实验Ⅲ是生成的二氧化硫通入装置B溶液中硝酸根离子氧化二氧化硫生成硫酸，反应生成无色气体一氧化氮，反应的离子方程式为3SO2 + 2NO3－ + 2H2O＝3SO42－+ 2NO↑+ 4H+。

考点：考查物质性质的实验分析判断，离子检验和氧化还原反应的分析应用