Question

【題目】某化學小組為研究SO2的化學性質并探究與可溶性鋇的強酸鹽能否反應生成白色BaSO3沉淀，用下圖所示裝置進行實驗(夾持，加熱裝置已略，氣密性已檢驗)

實驗操作和現象如下：

(1)關閉活塞K2，K3，打開活塞K1，向A中滴加一定量的濃硫酸并加熱，A中有白霧生成，銅片表面產生氣泡。

(2)當C出現明顯現象后，關閉K1，并停止加熱。

①寫出A中發生反應的化學反應方程式______；

②B裝置的作用是_____；

③C中的現象為__；

(3)打開活塞K2，再向A中滴加一定量的濃硫酸并加熱，D中有氣泡冒出，產生少量白色沉淀，E中產生白色沉淀，液面上方略顯淺棕色并逐漸消失；

(4)從D、E中分別取少量白色沉淀，加稀鹽酸，白色沉淀不溶解。

①分析D中產生不溶于稀鹽酸的沉淀的原因____；

②為了證實上述分析是否正確，在原實驗基礎上，在打開活塞K2之后增加一步操作，該操作是___；

(5)增加以上操作后，重復實驗步驟(3)，D中無沉淀生成，而E中仍產生白色沉淀，用離子方程式解釋E中仍有白色沉淀的原因__。

Answer 1

【答案】Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O 除去SO2中的H2SO4 石蕊試液變紅 儀器中殘留的氧氣氧化了H2SO3 打開K3，通入N2一段時間 3H2SO3+2NO3—+3Ba2+=3BaSO4↓+2NO↑+4H++H2O

【解析】

由實驗裝置圖可知，裝置A中濃硫酸與銅片共熱反應生成二氧化硫，二氧化硫的白霧中混有硫酸，裝置B用于除去二氧化硫中混有的硫酸；二氧化硫與水反應生成亞硫酸，使溶液呈酸性，C裝置中石蕊試液變紅色，二氧化硫與氯化鋇溶液不反應，裝置D中無白色沉淀生成，二氧化硫與水反應生成亞硫酸，使溶液呈酸性，酸性條件下，硝酸根將亞硫酸氧化生成硫酸，硫酸與與氯化鋇溶液反應生成硫酸鋇，裝置E中有白色沉淀生成。

（2）①A中濃硫酸與銅片共熱反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應的化學反應方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O，故答案為：Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O；

②裝置A中產生的白霧中混有硫酸，能與會氯化鋇溶液反應生成硫酸鋇白色沉淀，會干擾二氧化硫性質的驗證，則B裝置的作用是用亞硫酸氫鈉溶液除去硫酸，排出干擾二氧化硫性質的驗證，故答案為：除去SO2中的H2SO4；

③二氧化硫與水反應生成亞硫酸，使溶液呈酸性，能使C裝置中石蕊試液變紅色，故答案為：石蕊試液變紅；

（4）①E中產生白色沉淀，液面上方略顯淺棕色并逐漸消失說明裝置中儀器中殘留氧氣，二氧化硫與氯化鋇溶液不反應，裝置D中產生不溶于稀鹽酸的白色沉淀，說明儀器中殘留氧氣將亞硫酸氧化生成硫酸，硫酸與與氯化鋇溶液反應生成硫酸鋇，故答案為：儀器中殘留的氧氣氧化了H2SO3；

②為排出儀器中殘留氧氣的干擾，在打開活塞K2之后，打開K3，通入氮氣一段時間，排盡儀器中的氧氣，故答案為：打開K3，通入N2一段時間；

（5）E中產生白色沉淀的原因是二氧化硫與水反應生成亞硫酸，使溶液呈酸性，酸性條件下，硝酸根將亞硫酸氧化生成硫酸，硫酸與與氯化鋇溶液反應生成硫酸鋇，反應的離子方程式為3H2SO3+2NO3—+3Ba2+=3BaSO4↓+2NO↑+4H++H2O，故答案為：3H2SO3+2NO3—+3Ba2+=3BaSO4↓+2NO↑+4H++H2O。