Question

1．甲、乙兩同學為探究SO₂與可溶性鋇的強酸鹽能否反應生成白色BaSO₃沉淀，用如圖所示裝置進行實驗（夾持裝置和A中加熱裝置已略，氣密性已檢驗）．

實驗操作和現象：

操作	現象
關閉彈簧夾，滴加一定量濃硫酸，加熱	A中有白霧生成，銅片表面產生氣泡 B中有氣泡冒出，產生大量白色沉淀 C中產生白色沉淀，液面上方略顯淺棕色并逐漸消失
打開彈簧夾，通入N2，停止加熱，一段時間后關閉	---
從B、C中分別取少量白色沉淀，加稀鹽酸	均未發現白色沉淀溶解

（1）A中反應的化學方程式是Cu+2H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）C中白色沉淀是Ba₂SO₄，該沉淀的生成表明SO₂具有還原性．
（3）C中液面上方生成淺棕色氣體的化學方程式是2NO+O₂=2NO₂．
（4）分析B中不溶于稀鹽酸的沉淀產生的原因，甲認為是空氣參與反應，乙認為是白霧參與反應．
①為證實各自的觀點，在原實驗基礎上：甲在原有操作之前增加一步操作，該操作是通N₂一段時間，排除裝置中的空氣；乙在A、B間增加洗氣瓶D，D中盛放的試劑是飽和NaHSO₃溶液．
②進行實驗，B中現象：甲--有大量白色沉淀；乙--有少量白色沉淀檢驗白色沉淀，發現均不溶于稀鹽酸．結合離子方程式解釋實驗現象異同的原因：甲：SO₄^2-+Ba²⁺→BaSO₄↓，乙：2Ba²⁺+2SO₂+O₂+2H₂O→2BaSO₄↓+4H⁺
白霧的量遠多于裝置中O₂的量．
（5）合并（4）中兩同學的方案進行實驗．B中無沉淀生成，而C中產生白色沉淀，由此得出的結論是SO₂與可溶性鋇的強酸鹽不能反應生成BaSO₃沉淀．

Answer 1

分析 （1）由題給實驗目的和實驗可知，A中發生的反應方程式為：Cu+2H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）C中白色沉淀不溶于稀鹽酸，說明沉淀是BaSO₄，原因是硝酸根離子在酸性條件下具有強氧化性，能將SO₂氧化為SO₄^2-，說明SO₂具有還原性；
（3）C中液面上方生成淺棕色氣體則是硝酸還原生成的NO，遇O₂生成了紅棕色的NO₂之故，化學方程式是2NO+O₂═2NO₂；
（4）①甲同學為排除裝置內空氣對實驗結果的影響，在Cu與濃硫酸反應前，可先通一會兒N₂；乙同學為除去白霧或SO₂中的SO₃，可在A、B間增加一個盛放濃硫酸或飽和NaHSO₃溶液的洗氣瓶；②由于甲同學沒有排除白霧的干擾，生成BaSO₄沉淀的離子方程式為SO₄^2-+Ba²═BaSO₄↓；乙同學沒有排除空氣的干擾，其生成BaSO₄的離子方程式為2Ba²⁺+2SO₂+O₂+2H₂O═2BaSO₄↓+4H⁺；
（5）合并甲、乙兩同學的方案進行實驗時，B中無沉淀生成，C中產生白色沉淀，說明SO₂與可溶性鋇的強酸鹽不能反應生成BaSO₃沉淀．

解答 解：（1）銅和濃硫酸加熱條件下生成硫酸銅、二氧化硫和水，化學方程式為：Cu+2H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，故答案為：Cu+2H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）A中生成氣體SO₂，C中的白色沉淀不溶于稀鹽酸，說明C中沉淀為是BaSO₄，原因是硝酸根離子在酸性條件下具有強氧化性，能將SO₂氧化為SO₄^2-，說明SO₂具有還原性，故答案為：Ba₂SO₄；還原；
（3）C中發生的反應是3SO₂+3Ba²⁺+2NO₃^-+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺，C中液面上方生成淺棕色氣體則是硝酸還原生成的NO遇O₂生成了紅棕色的NO₂之故，化學方程式是2NO+O₂═2NO₂，故答案為：2NO+O₂═2NO₂；
（4）①A中白霧與氯化鋇反應能生成BaSO₄沉淀，故其可能含有SO₃或SO₂；甲同學為排除裝置內空氣對實驗結果的影響，在Cu與濃硫酸反應前，可先通一會兒N₂；A中白霧可能含有SO₃或SO₂，乙同學為除去白霧或SO₂中的SO₃，可在A、B間增加一個盛放濃硫酸或飽和NaHSO₃溶液的洗氣瓶，故答案為：通N₂一段時間，排除裝置中的空氣；飽和NaHSO₃溶液；
②在甲、乙兩同學的實驗中，B中均出現了不溶于稀鹽酸的白色沉淀，說明該白色沉淀都是BaSO₄，由于甲同學沒有排除白霧的干擾，故生成BaSO₄沉淀的離子方程式為SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓；乙同學沒有排除空氣的干擾，其生成BaSO₄的離子方程式為2Ba²⁺+2SO₂+O₂+2H₂O═2BaSO₄↓+4H⁺，白霧的量遠多于裝置中氧氣的量，所以甲中產生大量白色沉淀，乙中產生少量白色沉淀，故答案為：甲：SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，乙：2Ba²⁺+2SO₂+O₂+2H₂O═2BaSO₄↓+4H⁺，白霧的量遠多于裝置中O₂的量；
（5）合并甲、乙兩同學的方案進行實驗時，B中無沉淀生成，C中產生白色沉淀，說明SO₂與可溶性鋇的強酸鹽不能反應生成BaSO₃沉淀，故答案為：SO₂與可溶性鋇的強酸鹽不能反應生成BaSO₃沉淀．

點評 本題主要考查了SO₂的制取、性質及BaSO₃、BaSO₄的性質知識等，同時考查了學生的實驗設計、分析、檢驗、推斷等基本技能，充分考查了學生的思維分析能力等，綜合性強，題目難度中等．