Question

19．为研究SO₂气体的性质，某小组设计完成如图实验．

（Ⅰ）将适量纯的SO₂气体通入到下列溶液中产生现象如下：

溶液	①品红溶液	②Na2S	③BaCl2	④Ba（OH）2	⑤Ba（NO3）2
现象	溶液褪色	黄色沉淀	无明显现象	白色沉淀	白色沉淀

（1）实验②中通入一段时间后才渐渐产生黄色沉淀，表现SO₂的氧化性和水溶液酸性；实验⑤中反应的离子方程式为2S^2-+5SO₂+2H₂O=3S↓+4HSO₃^-；
（Ⅱ）某小组探究铜与浓硫酸反应的产物．将铜与浓硫酸在烧瓶中共热时，液面上产生大量白雾，铜表面先变黑后渐渐溶解；产生的气体依次通过品红溶液和BaCl₂溶液，品红溶液褪色，却意外发现BaCl₂溶液也能产生白色沉淀；反应所得灰绿色溶液下沉积少量白色固体，倾倒出液体后的白色固体小心加水，溶解后溶液呈蓝色．
【查阅资料】：①Cu₂S不溶于稀硫酸，能够溶于热的稀硝酸中，且产生SO₄^2-离子．
    ②98.3%浓硫酸的沸点：339℃；纯硫酸温度高于500℃部分分解；
（2）对产生的气体通入使BaCl₂溶液产生沉淀原因做出猜想并设计实验加以验证．
（a）若考虑装置中的空气中某成分作用于SO₂使之产生沉淀，为消除这一因素，装置的选择与连接顺序为CAD；（选给定3个装置，见如图）
（b）利用所设计的装置进行实验依然发现BaCl₂溶液产生沉淀，则可能的原因是浓硫酸分解生成二氧化硫和氧气，则排除此因素，装置选择和连接顺序为ACD；（给定装置，如图）
（3）探究上述实验过程中铜表面产生的黑色固体组成，某同学猜想可能为CuO或Cu₂S的一种，将不溶解的表面有黑色物质附着的铜滤出、清洗、干燥、磨碎．
下列实验设计能够确认上述同学猜想的是（　　）
A、取少量样品加入稀硝酸加热观察是否溶解，试管口是否有气体变浅棕色；
B、取少量样品加入稀硫酸充分振荡，观察溶液是否变蓝色；
C、取少量样品加入足量稀硝酸加热溶解，加入BaCl₂检验SO₄^2-离子是否产生．
（4）取上述反应的烧瓶中残留物制备CuSO₄•5H₂O晶体，残留物去除不溶物后中缓缓加入适量水，溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥称重得该晶体．

Answer 1

分析 （Ⅰ）（1）SO₃^2-与S^2-在酸性条件下反应生成S，向Na₂S溶液中通入二氧化硫，通入一段时间后才渐渐产生黄色沉淀，说明二氧化硫的弱酸性和氧化性；
（Ⅱ）（2）铜表面先变黑后渐渐溶解，说明反应生成氧气，产生的气体通入使BaCl₂溶液产生沉淀原因可能是亚硫酸根离子被氧气氧化生成硫酸钡，
（a）消除空气中的氧气影响，使空气通过亚硫酸氢钠溶液，氧气能够氧化亚硫酸氢钠而除去；
（b）浓硫酸分解生成二氧化硫和氧气；使混合气体通过亚硫酸氢钠溶液，氧气能够氧化亚硫酸氢钠而除去；
（3）Cu能够与稀硝酸反应生成氮的氧化物，结合信息：Cu₂S不溶于稀硫酸，能够溶于热的稀硝酸中，且产生SO₄^2-离子分析；
（4）从硫酸铜溶液中制取CuSO₄•5H₂O晶体，需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥称重．

解答 解：（Ⅰ）（1）Na₂S溶液显碱性，在碱性环境中SO₃^2-与S^2-不反应，SO₃^2-与S^2-在酸性条件下反应生成S，向Na₂S溶液中通入二氧化硫，通入一段时间后才渐渐产生黄色沉淀，说明二氧化硫具有氧化性和水溶液酸性，反应的离子方程式为2S^2-+5SO₂+2H₂O=3S↓+4HSO₃^-，故答案为：氧化性；水溶液酸性；2S^2-+5SO₂+2H₂O=3S↓+4HSO₃^-；
（Ⅱ）（2）产生的气体通入使BaCl₂溶液产生沉淀是因为混合气体中含有氧气，氧气将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，生成的沉淀为硫酸钡，
（a）空气首先通过C，再通过A，最后通入D，看有无沉淀，故答案为：CAD；
（b）Cu与浓硫酸反应时放热，温度升高导致浓硫酸分解生成二氧化硫和氧气，排除此因素，装置选择和连接顺序为ACD，故答案为：浓硫酸分解生成二氧化硫和氧气；ACD；
（3）A、Cu能够与稀硝酸反应生成氮的氧化物，滤出物中含有Cu，所以试管口有气体变浅棕色也不能证明有硫化亚铜，故A错误；
B、Cu₂S和Cu都不溶于稀硫酸，而CuO能够溶于稀硫酸，所以取少量样品加入稀硫酸充分振荡，若观察溶液变蓝色，说明含有CuO，故B正确；
C、CuO和Cu与硝酸反应不能生成硫酸根离子，Cu₂S能够溶于热的稀硝酸中，且产生SO₄^2-离子，所以取少量样品加入足量稀硝酸加热溶解，若加入BaCl₂检验有SO₄^2-离子产生，证明有硫化亚铜，故C正确；
故答案为：BC；
（4）从硫酸铜溶液中制取CuSO₄•5H₂O晶体，需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥称重，故答案为：过滤洗涤．

点评 本题是实验探究题，题目难度大，思维含量大，注意联系物质的性质和题给信息．