题目内容

1.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,用如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Cu+2H2SO4$\stackrel{△}{→}$CuSO4+SO2↑+2H2O.
(2)C中白色沉淀是Ba2SO4,该沉淀的生成表明SO2具有还原性.
(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是2NO+O2=2NO2.
(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应.
①为证实各自的观点,在原实验基础上:甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是通N2一段时间,排除装置中的空气;乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是饱和NaHSO3溶液.
②进行实验,B中现象:甲--有大量白色沉淀;乙--有少量白色沉淀检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸.结合离子方程式解释实验现象异同的原因:甲:SO42-+Ba2+→BaSO4↓,乙:2Ba2++2SO2+O2+2H2O→2BaSO4↓+4H+
白雾的量远多于装置中O2的量.
(5)合并(4)中两同学的方案进行实验.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.

分析 (1)由题给实验目的和实验可知,A中发生的反应方程式为:Cu+2H2SO4$\stackrel{△}{→}$CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)C中白色沉淀不溶于稀盐酸,说明沉淀是BaSO4,原因是硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,能将SO2氧化为SO42-,说明SO2具有还原性;
(3)C中液面上方生成浅棕色气体则是硝酸还原生成的NO,遇O2生成了红棕色的NO2之故,化学方程式是2NO+O2═2NO2;
(4)①甲同学为排除装置内空气对实验结果的影响,在Cu与浓硫酸反应前,可先通一会儿N2;乙同学为除去白雾或SO2中的SO3,可在A、B间增加一个盛放浓硫酸或饱和NaHSO3溶液的洗气瓶;②由于甲同学没有排除白雾的干扰,生成BaSO4沉淀的离子方程式为SO42-+Ba2═BaSO4↓;乙同学没有排除空气的干扰,其生成BaSO4的离子方程式为2Ba2++2SO2+O2+2H2O═2BaSO4↓+4H+;
(5)合并甲、乙两同学的方案进行实验时,B中无沉淀生成,C中产生白色沉淀,说明SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀.

解答 解:(1)铜和浓硫酸加热条件下生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为:Cu+2H2SO4$\stackrel{△}{→}$CuSO4+SO2↑+2H2O,故答案为:Cu+2H2SO4$\stackrel{△}{→}$CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)A中生成气体SO2,C中的白色沉淀不溶于稀盐酸,说明C中沉淀为是BaSO4,原因是硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,能将SO2氧化为SO42-,说明SO2具有还原性,故答案为:Ba2SO4;还原;
(3)C中发生的反应是3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O═3BaSO4↓+2NO↑+4H+,C中液面上方生成浅棕色气体则是硝酸还原生成的NO遇O2生成了红棕色的NO2之故,化学方程式是2NO+O2═2NO2,故答案为:2NO+O2═2NO2;
(4)①A中白雾与氯化钡反应能生成BaSO4沉淀,故其可能含有SO3或SO2;甲同学为排除装置内空气对实验结果的影响,在Cu与浓硫酸反应前,可先通一会儿N2;A中白雾可能含有SO3或SO2,乙同学为除去白雾或SO2中的SO3,可在A、B间增加一个盛放浓硫酸或饱和NaHSO3溶液的洗气瓶,故答案为:通N2一段时间,排除装置中的空气;饱和NaHSO3溶液;
②在甲、乙两同学的实验中,B中均出现了不溶于稀盐酸的白色沉淀,说明该白色沉淀都是BaSO4,由于甲同学没有排除白雾的干扰,故生成BaSO4沉淀的离子方程式为SO42-+Ba2+═BaSO4↓;乙同学没有排除空气的干扰,其生成BaSO4的离子方程式为2Ba2++2SO2+O2+2H2O═2BaSO4↓+4H+,白雾的量远多于装置中氧气的量,所以甲中产生大量白色沉淀,乙中产生少量白色沉淀,故答案为:甲:SO42-+Ba2+═BaSO4↓,乙:2Ba2++2SO2+O2+2H2O═2BaSO4↓+4H+,白雾的量远多于装置中O2的量;
(5)合并甲、乙两同学的方案进行实验时,B中无沉淀生成,C中产生白色沉淀,说明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.

点评 本题主要考查了SO2的制取、性质及BaSO3、BaSO4的性质知识等,同时考查了学生的实验设计、分析、检验、推断等基本技能,充分考查了学生的思维分析能力等,综合性强,题目难度中等.

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实验编号试管甲中试剂试管乙中试剂有机层的厚度/cm
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B2mL乙醇、1mL乙酸0.1
C2mL乙醇、1mL乙酸、
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