题目内容

【题目】甲、乙两同学为探究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,液面上放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

尚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)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是______。

(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未证实各自的观点,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____;乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是______。

②进行实验,B中现象:

甲

大量白色沉淀

乙

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:___。

(5)合并(4)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_____。

【答案】2H2SO4(浓)+Cu CuSO4+2H2O+2SO2↑ BaSO4 还原 2NO+O2=2NO2 通N2一段时间,排除装置的空气 饱和的NaHSO3溶液 甲中SO42-+Ba2+=BaSO4↓,乙中2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4+4H+,白雾的量要远多于装置中氧气的量 SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀

【解析】

(1)由现象可知,A中发生Cu与浓硫酸的反应,生成硫酸铜、二氧化硫和水;

(2)C中白色沉淀为硫酸钡,S元素的化合价升高;

(3)C中液面上方发生NO被氧化生成二氧化氮的反应;

(4)①B中亚硫酸钡被空气中的氧气氧化;硫酸酸雾能与B、C中钡离子反应;②白色沉淀均不溶于盐酸,则白色沉淀为硫酸钡,以此分析发生的反应;

(5)SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应,SO2与可溶性钡的弱酸盐能反应。

(1)A中有铜和浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫和水,反应的化学方程式为:Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,故答案为:Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;

(2)二氧化硫溶于水为亚硫酸,与硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀,所以白色沉淀为BaSO4,说明二氧化硫有还原性,故答案为:BaSO4;

(3)硝酸根被还原为一氧化氮气体,与空气中的氧气接触反应生成二氧化氮,红棕色气体,方程式为:2NO+O2=2NO2,故答案为:2NO+O2=2NO2;

(4)①A中白雾可能含有SO3或H2SO4,因B中白色沉淀不溶于稀盐酸,说明该白色沉淀为BaSO4,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,排除装置中的空气。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,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+,故答案为:甲中SO42-+Ba2+=BaSO4↓,乙中2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4+4H+,白雾的量要远多于装置中氧气的量;

(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。

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