Question

為探究SO₂與BaCl₂溶液間能否反應，甲、乙兩同學設計了如下實驗方案．請你協助完成．
（1）甲同學設計了如圖1所示裝置，其中濃硫酸的沸點為338℃，酒精燈外焰溫度為500℃，反應一段時間后發現BaCl₂溶液中出現了不溶于鹽酸的白色沉淀．
①加熱時左試管中發生反應的化學方程式為

 

．
②白色沉淀的成分是

 

，生成白色沉淀的原因可能是

 

（選填字母序號）
a．SO₂與BaCl₂溶液反應生成了白色沉淀
b．BaCl₂溶液與硫酸蒸氣反應生成了白色沉淀
c．SO₂溶于水生成的H₂SO₃被空氣中的O₂氧化生成H₂SO₄，再與BaCl₂反應生成白色沉淀
（2）乙同學設計了如圖2所示裝置，其中夾持及加熱裝置已省略，裝置的氣密性良好．
①打開彈簧夾，通入N₂一段時間后關閉彈簧夾．其目的是

 

．
②滴加一定量濃硫酸，加熱a，一段時間后c中沒有出現白色沉淀．洗氣瓶b中試劑是

 

，其作用是

 

．
③取實驗后c中溶液少許，逐滴加入H₂O₂溶液，生成了不溶于鹽酸的白色沉淀，反應的離子方程式為

 

．
（3）你認為上述兩個方案中比較合理的是

 

（選填“甲”或“乙”），理由是

 

．

Answer 1

分析：（1）①左圖裝置中是銅和濃硫酸加熱反應生成二氧化硫的發生裝置；
②通入氯化鋇溶液中生成溶于鹽酸的白色沉淀為硫酸鋇；結合選項分析可能的原因，溫度過高，發生裝置中揮發出硫酸蒸氣，或二氧化硫和水反應生成亞硫酸鋇氧化為硫酸形成硫酸鋇白色沉淀；
（2）①裝置中空氣的存在會干擾實驗需要排除，氮氣是不活潑的氣體，可以利用氮氣排凈裝置中的空氣；
②滴加一定量濃硫酸，加熱a，一段時間后c中沒有出現白色沉淀，說明生成的二氧化硫氣體中不含硫酸蒸氣；需要用裝置b中的飽和亞硫酸氫鈉溶液吸收；
③取實驗后c中溶液少許，逐滴加入H₂O₂溶液，生成了不溶于鹽酸的白色沉淀，說明裝置c中溶解的二氧化硫被過氧化氫氧化為硫酸，結合氯化鋇反應生成白色沉淀硫酸鋇；
（3）分析上述實驗驗證過程，乙裝置排除了空氣的影響，除去硫酸蒸氣，避免對后續實驗的干擾．

解答：解：（1）①左圖裝置中是銅和濃硫酸加熱反應生成二氧化硫的發生裝置，反應的化學方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
②通入氯化鋇溶液中生成不溶于鹽酸的白色沉淀為硫酸鋇；結合選項分析可能的原因，溫度過高，發生裝置中揮發出硫酸蒸氣，或二氧化硫和水反應生成亞硫酸鋇氧化為硫酸形成硫酸鋇白色沉淀；
a．SO₂與BaCl₂溶液不反應，反應過程中不能生成白色沉淀，故a錯誤；
b．高溫下揮發出硫酸蒸氣，BaCl₂溶液與硫酸蒸氣反應生成了白色沉淀硫酸鋇，故b正確；
c．SO₂溶于水生成的H₂SO₃被空氣中的O₂氧化生成H₂SO₄，再與BaCl₂反應生成白色沉淀，符合實驗現象，故c正確；
故答案為：bc；
（2）①裝置中空氣的存在會干擾實驗需要排除，氮氣是不活潑的氣體，可以利用氮氣排凈裝置中的空氣，
故答案為：排除裝置內的空氣；
②滴加一定量濃硫酸，加熱a，一段時間后c中沒有出現白色沉淀，說明生成的二氧化硫氣體中不含硫酸蒸氣；需要用裝置b中的飽和亞硫酸氫鈉溶液吸收，
故答案為：飽和亞硫酸氫鈉溶液，除去揮發出的硫酸蒸氣；
③取實驗后c中溶液少許，逐滴加入H₂O₂溶液，生成了不溶于鹽酸的白色沉淀，說明裝置c中溶解的二氧化硫被過氧化氫氧化為硫酸，結合氯化鋇反應生成白色沉淀硫酸鋇，反應的離子方程式為：Ba²⁺+SO₂+H₂O₂=BaSO₄↓+2H⁺；
故答案為：Ba²⁺+SO₂+H₂O₂=BaSO₄↓+2H⁺；
（3）分析上述實驗驗證過程，乙裝置排除了空氣的影響，除去硫酸蒸氣，避免對后續實驗的干擾，所以乙方案更合理，乙方案中除去了可能產生干擾的硫酸蒸氣和空氣，使實驗結果更為準確，
故答案為：乙，乙方案中除去了可能產生干擾的硫酸蒸氣和空氣，使實驗結果更為準確．

點評：本題考查了物質性質的實驗驗證分析判斷，物質性質的分析，裝置特征的判斷，反應條件的應用是解題關鍵，題目難度中等．