Question

2．某研究小组将纯净的SO₂气体通入0.1mol•L?¹的Ba（NO₃）₂溶液中，得到了BaSO₄沉淀，为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO₂，该小组进行了如下假设：
假设一：溶液中的NO₃^-
假设二：溶液中溶解的O₂
（1）验证假设一
该小组设计实验验证假设一，请在下表空白处填写相关实验现象

实验步骤	实验现象	结论
实验1：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体		假设一成立
实验2：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBa（NO3）2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体

（2）为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液的pH随通入SO₂体积的变化曲线入如图，实验1中溶液pH变小的原因是SO₂溶于水后生成H₂SO₃；V₁时，实验2中溶液pH小于实验1的原因是（用离子方程式表示）3SO₂+2NO₃^-+2H₂O=3SO₄^2-+4H⁺+2NO．
（3）验证假设二：请设计实验验证假设二，写出实验步骤，预期现象和结论（不要求写具体操作过程）．

实验步骤	实验现象	结论
		假设二成立

Answer 1

分析 （1）亚硫酸酸性弱于盐酸，二氧化硫与氯化钡溶液不反应；二氧化硫溶于水，与水反应生成亚硫酸，亚硫酸与硝酸根离子反应生成硫酸根离子，硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀；
（2）试验1中，二氧化硫溶于水后生成H₂SO₃，亚硫酸电离出氢离子，所以溶液的pH减小；试验2中反应生成强电解质硫酸，则实验2的pH更小；
（3）要验证假设2成立，只需要验证二氧化硫通入未经脱氧气处理氯化钡溶液中看是否产生白色沉淀．

解答 解：（1）亚硫酸酸性弱于盐酸，依据强酸制备弱酸规律，二氧化硫与氯化钡溶液不反应，不会产生沉淀，所以无明显现象；
二氧化硫溶于水，与水反应生成亚硫酸，亚硫酸与硝酸根离子反应生成硫酸根离子，硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，所以会产生白色沉淀；
故答案为：无明显现象、有白色沉淀生成；
（2）试验1中，二氧化硫溶于水后生成H₂SO₃，亚硫酸电离出氢离子：H₂SO₃?2H⁺+SO₃^2-，所以溶液的pH减小；试验2发生反应：3SO₂+2H₂O+2NO₃^-=2NO+4H⁺+3SO₄^2-，反应中生成了强酸硫酸，则实验2的pH小于实验1，
故答案为：SO₂溶于水后生成H₂SO₃；3SO₂+2NO₃^-+2H₂O=3SO₄^2-+4H⁺+2NO
（3）要验证假设2成立，只需要验证二氧化硫通入未经脱氧气处理氯化钡溶液中看是否产生白色沉淀，若产生白色沉淀，则证明假设二成立；
故答案为：

实验步骤	实验现象	结论
实验1：作为参考实验		假设二成立
实验3：将纯净的SO2气体通入未经脱O2处理的25mL0.1mol/L的BaCl2溶液中	有白色沉淀生成

点评 本题考查了实验方案设计评价，明确实验目的及实验原理、二氧化硫的性质是解题关键，题目难度不大．注意掌握物质性质实验方案的设计与评价原则．