Question

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，该小组突出了如下假设:

假设一：溶液中的NO₃^-

假设二：溶液中溶解的O₂

（1）       验证假设

该小组涉及实验验证了假设一，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体积的变化曲线入下图

实验1中溶液pH变小的原因是____;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）_________。

（2）       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。

实验步骤、预期现象和结论（不要求写具体操作过程）

（3）       若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别通入足量的O₂和KNO₃，氧化相同的H₂SO₃溶液（溶液体积变化忽略不计），充分反映后两溶液的pH前者_______(填大于或小于)后者，理由是

___________

Answer 1

【答案】（1）无现象、白色沉淀生成（2）SO₂溶于水后生成H₂SO₃，亚硫酸显酸性，故pH值减小；SO₂ +H₂OH₂SO₃ H₂SO₃2H⁺ +SO₃^2-，H⁺+NO₃^-=HNO₃，硝酸酸性大于亚硫酸；

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	无现象	假设二成立
实验2：在盛有富含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体	有白色沉淀生成

（3）大于，前者是将H₂SO₃氧化成硫酸，后者是生成硝酸，硝酸的酸性大于硫酸，故前者pH大于后者。

【解析】

试卷分析：（1）根据强酸制弱酸的原理，亚硫酸是弱酸不能制备盐酸，故实验1无现象，SO₂溶于水后生成H₂SO₃，亚硫酸显酸性，电离出Ｈ^＋，和NO₃^-结合生成硝酸，具有强氧化性，将SO₃^2-氧化成SO₄^2-，故生成白色的BaSO₄沉淀；（2）SO₂溶于水后生成H₂SO₃，亚硫酸显酸性，故pH值减小；SO₂ +H₂OH₂SO₃ H₂SO₃2H⁺ +SO₃^2-，H⁺+NO₃^-=HNO₃，硝酸酸性大于亚硫酸；验证假设二需要做对比实验如下：

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	无现象	假设二成立
实验2：在盛有富含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体	有白色沉淀生成

（3）前者是将H₂SO₃氧化成硫酸，后者是生成硝酸，硝酸的酸性大于硫酸，故前者pH大于后者。故前者pH值大于后者。

考点：实验设计与评价  探究实验