Question

某研究性学习小组利用以下装置（部分夹持装置已略，且各装置气密性良好）进行实验探究：
Ⅰ．定性实验：探究SO₂能否与BaCl₂溶液反应生成BaSO₃沉淀．（查阅资料得知常温下BaSO₃的K_sp为5.48×10^-7，饱和亚硫酸中c（SO₃^2-）=6.3×10^-8mol?L^-1．浓硫酸的沸点为338℃，酒精灯火焰的温度为400℃～500℃．）
（1）将0.1mol?L^-1的BaCl₂溶液滴入饱和亚硫酸中，

 

（填“能”或“不能”）生成BaSO₃沉淀，原因是

 

（请通过计算说明原因）．
（2）该小组同学用上述装置A、C（盛放BaCl₂溶液）、D进行实验，发现C出现白色沉淀，且白色沉淀不溶于盐酸．
①写出A中发生反应的化学方程式：

 

．
②C中BaCl₂溶液出现白色沉淀的原因可能是

 

．
Ⅱ．定量实验：该小组同学欲利用上述部分装置通过测定生成二氧化硫气体的质量，分析某亚硫酸钠样品的纯度（假设杂质与硫酸不反应）．
回答下列问题：
（3）按气体流向选用的仪器为：

 

．
（4）若样品质量为m₁ g，生成二氧化硫的质量为m₂g．该亚硫酸钠样品的纯度

 

．
（5）为减少实验误差，本实验中很重要的操作是

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,二氧化硫的化学性质

专题：实验探究和数据处理题,氧族元素

分析：（1）若Qc＜Ksp，不能生成沉淀；若Qc＞Ksp生成沉淀；
（2）由实验装置可知，A中发生Cu与浓硫酸的反应，浓硫酸的沸点为338℃，酒精灯火焰的温度为400℃～500℃，则挥发的部分硫酸与C中硫酸钡反应生成硫酸钡沉淀；
（3）利用上述部分装置通过测定生成二氧化硫气体的质量，B中发生硫酸与亚硫酸的反应，利用氮气将生成的二氧化硫气体赶到C中除杂，然后利用E吸收二氧化硫，最后连接F防止空气中的水、二氧化碳进入E装置，测定E反应前后的质量差可计算亚硫酸钠的质量分数．

解答： 解：（1）0.1mol?L^-1的BaCl₂溶液滴入饱和亚硫酸中没有沉淀生成，此时溶液中c（Ba²⁺）＜0.1 mol?L^-1，c（SO₃^2-）＜6.3×10^-8mol?L^-1，
其浓度商Q=c（Ba²⁺）×c（SO₃^2-）＜0.1×6.3×10^-8=6.3×10^-9＜Ksp（BaSO₃）=5.48×10^-7；
故答案为：不能；此时溶液中c（Ba²⁺）＜0.1 mol?L^-1，c（SO₃^2-）＜6.3×10^-8mol?L^-1，其浓度商Q=c（Ba²⁺）×c（SO₃^2-）＜0.1×6.3×10^-8=6.3×10^-9＜Ksp（BaSO₃）=5.48×10^-7；
（2）①A中发生Cu与浓硫酸的反应为Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
②C中BaCl₂溶液出现白色沉淀的原因为挥发的硫酸与氯化钡反应，故答案为：挥发的硫酸与氯化钡反应；
（3）由实验目的可知，B中发生硫酸与亚硫酸的反应，利用氮气将生成的二氧化硫气体赶到C中除杂，然后利用E吸收二氧化硫，最后连接F防止空气中的水、二氧化碳进入E装置，则按气体流向选用的仪器为BCEF，故答案为：BCEF；
（4）样品质量为m₁ g，生成二氧化硫的质量为m₂g，亚硫酸钠的质量为

63m2

32

g，该亚硫酸钠样品的纯度为

63m2

32m1

，故答案为：

63m2

32m1

；
（5）为减少实验误差，本实验中很重要的操作是反应后要通入氮气一段时间，将装置中生成的二氧化硫全部排入到E装置中，故答案为：反应后要通入氮气一段时间．

点评：本题考查物质含量的测定及实验，为高频考点，把握装置的作用、物质的性质及发生的反应为解答的关键，侧重分析、实验及计算能力的综合考查，注意实验设计的分析，题目难度中等．