Question

【題目】甲乙兩同學(xué)分別對含+4價(jià)硫元素的物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行了探究。

（1）甲用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（氣密性已檢驗(yàn)，加熱和夾持裝置己略去）。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后，C、D中都出現(xiàn)明顯的白色沉淀，經(jīng)檢驗(yàn)均為BaSO4

①A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________。

②為探究SO2在D中所發(fā)生反應(yīng)，甲進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)白色沉淀的過程中，D溶液中NO3-濃度幾乎不變。甲據(jù)此得出結(jié)論：D中出現(xiàn)白色沉淀的主要原因是__________________。

（2）乙用如下實(shí)驗(yàn)對含+4價(jià)硫元素的物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行探究。

序號	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
1	取0.3g純凈Na2SO3固體，向其中加入10mL 2mol/L鹽酸，再滴入4滴BaCl2溶液	產(chǎn)生無色氣泡；滴入BaCl2溶液后，開始無現(xiàn)象，4min后，溶液變渾濁
2	取0.3g純凈Na2SO3固體，向其中加入10mL 2mol/L HNO3，再滴入4滴BaCl2溶液	產(chǎn)生無色氣泡；滴入BaCl2溶液后，開始無現(xiàn)象，2h后，溶液變渾濁
3	取0.3g純凈Na2SO3固體，向其中加入10mL濃HNO3，再滴入4滴BaCl2溶液	產(chǎn)生紅棕色氣體；滴入BaCl2溶液后，溶液立即產(chǎn)生大重白色沉淀

①用離子方程式解釋實(shí)驗(yàn)1中產(chǎn)生現(xiàn)象的原因：____________________。

②由實(shí)驗(yàn)1、2、3對比，可以得到推論：____________________。

③乙通過查閱資料發(fā)現(xiàn)，Na+對實(shí)驗(yàn)1和2中出現(xiàn)渾濁的時(shí)間無影響，于是進(jìn)一步探究Cl-和NO3-對其的影響：

序號	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
4	取_______固體混合物，向其中加入10mL 2mol/L HNO3，再滴入4滴BaCl2溶液	產(chǎn)生無色氣泡；滴入BaCl2溶液后，開始無現(xiàn)象，20min后，溶液變渾濁

i.實(shí)驗(yàn)2和4對比，乙獲得推論：Cl-的存在可以加快溶液中+4價(jià)硫元素的氧化；

ii實(shí)驗(yàn)1和4對比，乙獲得推論：_____________________。

④通過以上實(shí)驗(yàn)，乙同學(xué)認(rèn)為，確定某溶液中含有SO42-的實(shí)驗(yàn)方案：取待測液，向其中先滴加_________（填字母序號）

a. 2mol/L鹽酸，再滴加BaCl2溶液，一段時(shí)間后出現(xiàn)白色沉淀

b. 2mol/L鹽酸，再滴加BaCl2溶液，立即出現(xiàn)白色沉淀

c. 2mol/L硝酸，再滴加BaCl2溶液，一段時(shí)間后出現(xiàn)白色沉淀

d. 2mol/L硝酸，再滴加BaCl2溶液，立即出現(xiàn)白色沉淀

Answer 1

【答案】Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+ SO2↑+2H2O (條件是加熱）酸性條件下，含+4價(jià)硫元素物質(zhì)(SO2或H2SO3)被O2氧化生成SO42-2H++SO32-=SO2+H2O； SO2+O2+2Ba2++2H2O=2BaSO4↓+4H+含+4價(jià)硫元素物質(zhì)可被O2和濃HNO3氧化0.3g 純凈Na2SO3和1.17gNaClNO3-的存在可以減緩溶液中+4價(jià)硫元素的氧化bd

【解析】

(1)①銅和濃硫酸加熱發(fā)生反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O，故答案為：Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O；②為探究SO2在D中所發(fā)生的反應(yīng)，甲進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)白色沉淀的過程中，D溶液中NO3-濃度幾乎不變．甲據(jù)此得出結(jié)論：D中出現(xiàn)白色沉淀的主要原因是酸性溶液中二氧化硫會(huì)被氧氣氧化生成硫酸，結(jié)合鋇離子，也能生成硫酸鋇沉淀，故答案為：酸性條件下，含+4價(jià)硫元素物質(zhì)(SO2或H2SO3)被O2氧化生成SO42-；(2)①取0.3g 純凈Na2SO3固體，向其中加入10mL 2molL-1 鹽酸，再滴入4滴BaCl2溶液，產(chǎn)生無色氣泡為二氧化硫氣體，滴入BaCl2溶液后，開始無現(xiàn)象，4min后，溶液變渾濁，說明二氧化硫被空氣中氧氣氧化生成硫酸，結(jié)合鋇離子生成硫酸鋇白色沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：2H++SO32-═SO2+H2O，2SO2+O2+2Ba2++2H2O═2BaSO4↓+4H+或2H2SO3+O2+2Ba2+═2BaSO4↓+4H+，故答案為：2H++SO32-═SO2+H2O，2SO2+O2+2Ba2++2H2O═2BaSO4↓+4H+或2H2SO3+O2+2Ba2+═2BaSO4↓+4H+；②由實(shí)驗(yàn)1說明空氣中氧氣也可以氧化+4價(jià)硫元素的化合物，實(shí)驗(yàn)2說明硝酸溶液中硝酸根離子對氧化反應(yīng)起到減慢作用，出現(xiàn)沉淀時(shí)間長，實(shí)驗(yàn)3是濃硝酸能氧化+4價(jià)硫元素化合物生成硫酸根離子，出現(xiàn)沉淀快，對比可知氧氣、濃硝酸都可以氧化二氧化硫，故答案為：含+4價(jià)硫元素物質(zhì)可被O2和濃HNO3氧化；③探究Cl-和NO3-對其的影響，i．實(shí)驗(yàn)2和4對比，乙獲得推論：Cl-的存在可以加快溶液中+4價(jià)硫元素的氧化，實(shí)驗(yàn)4中需要提供和實(shí)驗(yàn)1中相同的氯離子實(shí)驗(yàn)探究，即需要0.01L×2mol/L=0.02mol，氯化鈉的質(zhì)量=0.02mol×58.5g/mol=1.17g，對比實(shí)驗(yàn)1判斷出現(xiàn)沉淀的時(shí)間分析，取0.3g 純凈Na2SO3和1.17gNaCl固體，向其中加入10mL 2molL-1 HNO3，再滴入4滴BaCl2溶液，觀察出現(xiàn)沉淀的時(shí)間，故答案為：0.3g純凈Na2SO3和1.17gNaCl；ii．實(shí)驗(yàn)1和4對比，不同的是鹽酸和硝酸，氯離子相同，出現(xiàn)沉淀的時(shí)間是鹽酸溶液中快，乙獲得推論是硝酸根離子減慢+4價(jià)硫的化合物的氧化，實(shí)驗(yàn)1和4對比，乙獲得推論是：NO3-的存在可以減慢溶液中+4價(jià)硫元素的氧化，故答案為：NO3-的存在可以減慢溶液中+4價(jià)硫元素的氧化；④對比上述實(shí)驗(yàn)確定某溶液中含有SO42-的實(shí)驗(yàn)方案是：實(shí)驗(yàn)1可知，取0.3g 純凈Na2SO3固體，向其中加入10mL 2molL-1 鹽酸，再滴入4滴BaCl2溶液，產(chǎn)生無色氣泡；滴入BaCl2溶液后，開始無現(xiàn)象，4min后，溶液變渾濁，若含硫酸根離子，加入鹽酸和氯化鋇溶液會(huì)迅速生成白色沉淀，實(shí)驗(yàn)2可知，取0.3g 純凈Na2SO3固體，向其中加入10mL 2molL-1 HNO3，再滴入4滴BaCl2溶液，產(chǎn)生無色氣泡；滴入BaCl2溶液后，開始無現(xiàn)象，2h后，溶液變渾濁，加入硝酸和氯化鋇溶液，+4價(jià)硫元素化合價(jià)被氧氣的速率減慢，若有硫酸根離子會(huì)迅速生成沉淀，故答案為：bd。