Question

某校化学兴趣小组探究SO₂与FeCl₃溶液的反应，所用装置如右图所示（夹持仪器已略去）。

（1）实验前，应先检查装置的    ；实验中产生的尾气应通入    溶液进行处理。

（2）实验过程中需要配制100 mL l mo1·L-¹ FeCl₃溶液，所需要的玻璃仪器有：烧杯、量筒、玻璃棒、    ；实际配制过程中，常先将FeCl₃固体完全溶于适量稀盐酸中，再加水稀释，此特殊操作的目的是____。

（3）该小组同学向5 mL l mo1·L-¹ FeCl₃溶液中通入足量的SO₂，溶液最终呈浅绿色，写出其反应的离子方程式    。再打开分液漏斗活塞，逐滴加入煮沸冷却后的NaOH稀溶液，则试管B中产生的实验现象是    。

（4）该小组同学在（3）中实验时，发现溶液变为浅绿色需要较长时间，在此期间同学们观察到的现象是溶液由棕黄色变成红棕色，没有观察到丁达尔效应，最终溶液呈浅绿色。

【查阅资料】Fe(HSO₃)²⁺在溶液中呈红棕色且具有较强的还原性，能被Fe³⁺氧化为SO₄²-。则Fe(HSO₃)²⁺与Fe³⁺在溶液中反应的离子方程式是    。

（5）若实验中用5 mL一定浓度的浓H₂SO₄与适量Cu片充分反应，实验结束后，测得产生SO₂的体积在标准状况下为672 mL，向已冷却的A试管溶液中加入4 mo1·L-¹的NaOH溶液30 mL时，恰好使Cu²⁺完全沉淀。则所用浓H₂SO₄浓度为____。（忽略过程中溶液的体积变化）

Answer

（1）气密性； NaOH；（2）100 mL容量瓶、胶头滴管；抑制FeCl3水解；（3）2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42-＋4H＋；先无现象，后生成白色絮状沉淀；（4）Fe(HSO3)2+＋Fe3+＋H2O＝2Fe2+＋SO42-＋3H+；（5）18 mo1·L-1.

【解析】

试题分析：（1）实验前，应先检查装置的气密性；实验中产生的尾气是SO2,应通入NaOH溶液进行处理；（2）实验过程中需要配制100 mL l mo1·L-1 FeCl3溶液，配制一定物质的量浓度的溶液需要的玻璃仪器有：烧杯、量筒、玻璃棒、100mL容量瓶、定容时还要用到胶头滴管，配制过程中，由于Fe3+容易发生水解，常先将FeCl3固体完全溶于适量稀盐酸中，再加水稀释，抑制Fe3+的水解，答案为：100 mL容量瓶、胶头滴管；抑制FeCl3水解；（3）向5 mL l mo1·L-1 FeCl3溶液中通入足量的SO2，溶液最终呈浅绿色，生成了Fe2+,SO2被氧化为H2SO4，发生的离子方程式为：2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42-＋4H＋，试管中有硫酸和硫酸亚铁，加入稀NaOH溶液，先和硫酸发生中和反应，这一阶段无明显现象，当硫酸反应完后，将和硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁，由于氢氧化钠是煮沸除去了氧气的，所以氢氧化亚铁不会被氧化为氢氧化铁，答案为：2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42-＋4H＋；先无现象，后生成白色絮状沉淀；（4）Fe(HSO3)2+在溶液中呈红棕色且具有较强的还原性，能被Fe3+氧化为SO42-,则Fe3+被还原为Fe2+,反应的离子方程式为：Fe(HSO3)2+＋Fe3+＋H2O＝2Fe2+＋SO42-＋3H+；（5）5 mL一定浓度的浓H2SO4与适量Cu片充分反应，实验结束后，测得产生SO2的体积在标准状况下为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, 向已冷却的A试管溶液中加入4 mo1·L-1的NaOH溶液30 mL时，恰好使Cu2+完全沉淀，Cu不会和稀硫酸反应，A中还有稀硫酸，当加入NaOH溶液时，首先和未反应的硫酸反应，硫酸反应完后再和CuSO4反应，CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4，

n1 (NaOH)=2n(CuSO4)=0.06mol，和硫酸反应的氢氧化钠的物质的量为n2(NaOH)=4mol·L-1×0.03L-0.06mol=0.06mol，n2(H2SO4)=0.06mol/2=0.03mol,总硫酸的物质的量为0.03mol+0.06mol=0.09mol，c(H2SO4)=0.09mol/0.005L=18mol/L,答案为：18mol/L.

考点：考查化学实验、氧化还原反应