Question

甲、乙两同学为探究SO₂与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO₃沉淀，用下图所示装置进行实验（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）

实验操作和现象：

操作	现象
关闭弹簧夹，滴加一定量浓硫酸，加热	A中有白雾生成，铜片表面产生气泡 B中有气泡冒出，产生大量白色沉淀 C中产生白色沉淀，液面上方略显浅棕色并逐渐消失
打开弹簧夹，通入N2， 停止加热，一段时间后关闭
从B、C中分别取少量白色沉淀，加稀盐酸	均未发现白色沉淀溶解

（1）A中反应的化学方程式是

 

．
（2）C中白色沉淀是

 

，该沉淀的生成表明SO₂具有

 

性．
（3）分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲、乙同学各持自己的观点，为证实各自的观点，在原实验基础上，甲在A、B间增加装有饱和的NaHSO₃溶液洗气瓶D；乙在原有操作之前增加一步操作为：通N₂一段时间，先排除装置的空气．由此判断：
①甲同学认为产生不溶于酸的沉淀是

 

参与反应导致的
乙同学认为产生不溶于酸的沉淀是

 

参与反应导致的
②改进后进行实验，B中现象为：

甲	少量白色沉淀
乙	大量白色沉淀

检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸．用离子方程式解释实验现象异同的原因：

 

．
（4）合并（3）中两同学的方案进行试验．B中无沉淀生成，而C中产生白色沉淀，由此得出的结论是

 

．
（5）SO₂与BaCl₂溶液在下列情况下可能出现沉淀的是

 

A．往溶液中通SO₂同时通入NH₃ B．往溶液中通SO₂同时通入CO₂ 气体
C．往溶液中滴加硅酸钠溶液      D．往溶液中滴加NaOH溶液
E．往溶液中滴加稀盐酸溶液      F．往溶液中滴加氯水．

Answer 1

考点：二氧化硫的化学性质

专题：实验探究和数据处理题

分析：打开弹簧夹，通入N₂，停止加热，一段时间后关闭，此时装置中的氧气被排净，二氧化硫与氯化钡溶液不发生反应，不会产生沉淀，通入硝酸钡溶液中，二氧化硫被氧化生成硫酸根离子，反应生成白色沉淀；
（1）铜与浓硫酸在加热条件下发生氧化还原反应；
（2）二氧化硫通入硝酸钡溶液，硝酸根在酸性环境下具有强的氧化性，能够氧化二氧化硫生成硫酸根，进而反应生成硫酸钡沉淀；
（3）①甲在A、B间增加装有饱和的NaHSO₃溶液洗气瓶，目的是除去A中的酸雾，考虑加热挥发出的硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀；
乙在原有操作之前增加一步操作为：通N₂一段时间，先排除装置的空气，目的是除去装置中的空气，考虑空气中的氧气氧化二氧化硫生成硫酸根；
②通过改进后实验及其现象可知，产生沉淀的原因为：空气中的氧气氧化铜与浓硫酸反应生成的二氧化硫生成硫酸根离子，硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀；
（4）依据（3）中两同学的方案进行试验．B中无沉淀生成，而C中产生白色沉淀，判断解答；
（5）依据二氧化硫具有酸性氧化物的通性、弱的氧化性、强的还原性的性质解答．

解答： 解：打开弹簧夹，通入N₂，停止加热，一段时间后关闭，此时装置中的氧气被排净，二氧化硫与氯化钡溶液不发生反应，不会产生沉淀，通入硝酸钡溶液中，二氧化硫被氧化生成硫酸根离子，反应生成白色沉淀；
故答案为：B中无沉淀，C中产生白色的沉淀；
（1）铜与浓硫酸在加热条件下发生氧化还原反应生成硫酸铜和二氧化硫，方程式为：2H₂SO₄（浓）+Cu

△  .

CuSO₄+2H₂O+2SO₂↑；
故答案为：2H₂SO₄（浓）+Cu

△  .

CuSO₄+2H₂O+2SO₂↑；
（2）二氧化硫通入硝酸钡溶液，硝酸根在酸性环境下具有强的氧化性，将二氧化硫与水反应生成的亚硫酸根氧化成硫酸根，硫酸根与钡离子反应生成硫酸钡沉淀；
故答案为：BaSO₄；还原性；
（3）①甲同学认为产生不溶于酸的沉淀是，加热过程中挥发出硫酸酸雾，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀；
乙同学认为产生不溶于酸的沉淀是空气中含有氧气，将反应生成的二氧化硫生成硫酸根，硫酸根与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀；
故答案为：①白雾（酸雾） 空气（空气中氧气）；
②B中产生沉淀的实质是空气中的氧气将铜与浓硫酸反应生成的二氧化硫氧化，生成硫酸根，硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，反应的离子方程式为2Ba²⁺+2SO₂+O₂+2H₂O=2BaSO₄↓+4H⁺； 乙：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；
故答案为：2Ba²⁺+2SO₂+O₂+2H₂O=2BaSO₄↓+4H⁺； 乙：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；
（4）合并（3）中两同学的方案进行试验．B中无沉淀生成，而C中产生白色沉淀，由此得出的结论是：SO₂与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO₃沉淀；
故答案为：SO₂与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO₃沉淀；
（5）A．氨气溶于水显碱性，二氧化硫为酸性氧化物，易溶于碱，与碱反应生成亚硫酸根离子，亚硫酸根于钡离子反应生成亚硫酸钡沉淀，故A正确；
B．往溶液中通SO₂同时通入CO₂ 气体，二氧化碳为酸性氧化物，碳酸的酸性弱于盐酸，所以不会产生沉淀，故B错误；
C．往溶液中滴加硅酸钠溶液，硅酸的酸性弱于亚硫酸，反应生成硅酸沉淀，故C正确；
D．往溶液中滴加NaOH溶液，二氧化硫为酸性氧化物，易溶于碱，与碱反应生成亚硫酸根离子，亚硫酸根于钡离子反应生成亚硫酸钡沉淀，故D正确；
E．往溶液中滴加稀盐酸溶液，不会产生沉淀，故E错误；
F．往溶液中滴加氯水，氯气具有强的氧化性，能够氧化二氧化硫生成硫酸，硫酸与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，故F正确；
故选：ACDF．

点评：本题考查实验方案的评价及性质实验方案的设计，把握二氧化硫的性质和各个装置的作用及发生的反应是解题关键，题目难度较大．