题目内容

4．某学习小组在实验室研究SO2与Ba（NO3）2溶液的反应：
实验：向盛有2mL 0.1mol/L Ba（NO3）2溶液的试管中，缓慢通入SO2气体，试管内有白色沉淀产生，液面上方略显浅棕色．
探究1：白色沉淀产生的原因．
（1）白色沉淀是BaSO4．
（2）分析白色沉淀产生的原因，甲同学认为是NO3-氧化了SO2，乙同学认为是溶液中溶解的O2氧化了SO2．
①支持甲同学观点的实验证据是液面上方略显浅棕色．
②依据甲的推断，请写出Ba（NO3）2溶液与SO2反应的离子方程式3Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+．
③乙同学通过下列实验证明了自己的推测正确，请完成实验方案：

实验操作实验现象

向2mL0.1mol/LBaCl2 溶液（填化学式）中通入SO2
试管内有白色沉淀产生
探究2：在氧化SO2的过程中，NO3-和O2哪种微粒起到了主要作用．
实验操作实验数据
向烧杯中加入煮沸了的0.1mol/L的BaCl2溶液25mL，再加入25mL植物油，冷却至室温，用pH传感器测定溶液pH随时间（t）的变化曲线
图1：向BaCl2（无氧）溶液中通入SO2
向烧杯中分别加入25mL 0.1mol/L的BaCl2溶液、Ba（NO3）2溶液，通入SO2，用pH传感器分别测定溶液pH随时间（t）变化的曲线．
图2：分别向BaCl2、Ba（NO3）2溶液中通入SO2
（3）图1，在无氧条件下，BaCl2溶液pH下降的原因是SO2+H2O?H2SO3，H2SO3?HSO3-+H+．
（4）图2，BaCl2溶液中发生反应的离子方程式为2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+．
（5）依据上述图象你得出的结论是在氧化SO2的过程中，O2起了主要作用，说明理由在BaCl2溶液中起氧化作用的是O2，在Ba（NO3）2溶液中起氧化作用的是O2和NO3-，而图2中，分别向BaCl2、Ba（NO3）2溶液中通入SO2，pH变化趋势、幅度接近，因此起氧化作用的主要是O2．

分析 （1）SO2与Ba（NO3）2溶液的反应，根据元素守恒可知，白色沉淀应为BaSO4；
（2）①NO3-氧化了SO2，则硝酸根被还原成一氧化氮，一氧化氮可以再被氧化成二氧化氮，使得液面上方略显浅棕色；
②Ba（NO3）2溶液与SO2反应生成硫酸钡和一氧化氮，根据元素守恒和电荷守恒书写离子方程式；
③乙同学要证明了自己的推测正确，所用试剂应与甲同学一样，这样才可以做对比，反应后会生成硫酸钡沉淀；
（3）二氧化硫溶于水生成亚硫酸，亚硫酸会使溶pH值下降；
（4）图2，BaCl2溶液中通入二氧化硫，与图1相比酸性明显增加，说明氧气参加了反应，生成了硫酸钡和盐酸；
（5）在BaCl2溶液中起氧化作用的是O2，在Ba（NO3）2溶液中起氧化作用的是O2和NO3-，而图2中，分别向BaCl2、Ba（NO3）2溶液中通入SO2，pH变化趋势、幅度接近，据此答题．

解答 解：（1）SO2与Ba（NO3）2溶液的反应，根据元素守恒可知，白色沉淀应为BaSO4，故答案为：BaSO4；  
（2）①NO3-氧化了SO2，则硝酸根被还原成一氧化氮，一氧化氮可以再被氧化成二氧化氮，使得液面上方略显浅棕色，所以支持甲同学观点的实验证据是液面上方略显浅棕色，
故答案为：液面上方略显浅棕色；
②Ba（NO3）2溶液与SO2反应生成硫酸钡和一氧化氮，反应的离子方程式为3Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+，
故答案为：3Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+；
③乙同学要证明了自己的推测正确，所用试剂应与甲同学一样，这样才可以做对比，所以所用试剂为0.1mol/LBaCl2溶液，可以看到有白色沉淀出现，
故答案为：0.1；BaCl2；试管内有白色沉淀产生；
（3）在无氧条件下，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，亚硫酸会使溶pH值下降，反应的方程式为SO2+H2O?H2SO3，H2SO3?HSO3-+H+，
故答案为：SO2+H2O?H2SO3，H2SO3?HSO3-+H+；
（4）图2，BaCl2溶液中通入二氧化硫，与图1相比酸性明显增加，说明氧气参加了反应，生成了硫酸钡和盐酸，反应的离子方程式为2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+，
故答案为：2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+；
（5）比较图1和图2可知，在氧化SO2的过程中，O2起了主要作用，因为在BaCl2溶液中起氧化作用的是O2，在Ba（NO3）2溶液中起氧化作用的是O2和NO3-，而图2中，分别向BaCl2、Ba（NO3）2溶液中通入SO2，pH变化趋势、幅度接近，
故答案为：在氧化SO2的过程中，O2起了主要作用；在BaCl2溶液中起氧化作用的是O2，在Ba（NO3）2溶液中起氧化作用的是O2和NO3-，而图2中，分别向BaCl2、Ba（NO3）2溶液中通入SO2，pH变化趋势、幅度接近，因此起氧化作用的主要是O2．

点评 本题考查了性质实验方案的设计，题目难度中等，明确实验目的及实验原理为解答关键，试题充分考查学生的分析、理解能力及化学实验能力，注意掌握物质性质实验方案的设计与评价原则．

练习册系列答案
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已知K2MnO4溶液显绿色．请回答下列问题：
（1）MnO2熔融氧化应放在④中加热（填仪器编号）．
①烧杯　②瓷坩埚　③蒸发皿　④铁坩埚
（2）在MnO2熔融氧化所得产物的热浸取液中通入CO2气体，使K2MnO4歧化的过程在如图装置中进行，A、B、C、D、E为旋塞，F、G为气囊，H为带套管的玻璃棒．

①为了能充分利用CO2，装置中使用了两个气囊．当试管内依次加入块状碳酸钙和盐酸后，关闭旋塞B、E，微开旋塞A，打开旋塞C、D，往热K2MnO4溶液中通入CO2气体，未反应的CO2被收集到气囊F中．待气囊F收集到较多气体时，关闭旋塞A、C，打开旋塞B、D、E，轻轻挤压气囊F，使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应，未反应的CO2气体又被收集在气囊G中．然后将气囊G中的气体挤压入气囊F中，如此反复，直至K2MnO4完全反应．
②检验K2MnO4歧化完全的实验操作是用玻璃棒蘸取三颈烧瓶内的溶液点在滤纸上，若滤纸上只有紫红色痕迹，无绿色痕迹，表明反应已歧化完全．
（3）将三颈烧瓶中所得产物进行抽滤，将滤液倒入蒸发皿中，蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜为止，自然冷却结晶，抽滤，得到针状的高锰酸钾晶体．本实验应采用低温烘干的方法来干燥产品，原因是高锰酸钾晶体受热易分解．
（4）利用氧化还原滴定法进行高锰酸钾纯度分析，原理为：2MnO4-+5C2O42-+16H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
现称取制得的高锰酸钾产品7.245g，配成500mL溶液，用移液管量取25.00mL待测液，用0.1000mol•L-1草酸钠标准溶液液进行滴定，终点时消耗标准液体积为50.00mL（不考虑杂质的反应），则高锰酸钾产品的纯度为87.23%（保留4位有效数字，已知M（KMnO4）=158g•mol-1）．若移液管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗或烘干，则测定结果将偏小．（填“偏大”、“偏小”、“不变”）
2．图（甲）在均含有3N个金属A、B、C的阳离子的水溶液中各放入金属A、B．图（乙）为随反应的金属A、B原子数增加，水溶液中阳离子总数的变化情况．

以下结论正确的是（　　）
①C比A活泼 ②金属B的阳离子所带的电荷比 A的阳离子多 ③p点：$\frac{B的阳离子数}{A的阳离子数}$=$\frac{4}{3}$．
A．①B．②C．①③D．②③

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