Question

（2011?北京）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，用下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(xiàn)象：

操作	現(xiàn)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(chǎn)生氣泡 B中有氣泡冒出，產(chǎn)生大量白色沉淀 C中產(chǎn)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(fā)現(xiàn)白色沉淀溶解

（1）A中反應的化學方程式是

Cu+2H₂SO₄

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O

．
（2）C中白色沉淀是

BaSO₄

，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(chǎn)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(xiàn)象：

甲	大量白色沉淀
乙	少量白色沉淀

檢驗白色沉淀，發(fā)現(xiàn)均不溶于稀鹽酸．結合離子方程式解釋實驗現(xiàn)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(chǎn)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(fā)生的反應方程式為：Cu+2H₂SO₄

△   .

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）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；
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(chǎn)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

△   .

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；
（3）C中發(fā)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；
（4）A中白霧與氯化鋇反應能生成BaSO₄沉淀，故其可能含有SO₃或H₂SO₄，；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H₂SO₄，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；在甲、乙兩同學的實驗中，B中均出現(xiàn)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(chǎn)生大量白色沉淀，乙中產(chǎn)生少量白色沉淀；
（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(chǎn)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：（1）Cu+2H₂SO₄═CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）H₂SO₄，還原；
（3）2NO+O₂═2NO₂，
（4）①通N₂一段時間，排除裝置中的空氣；飽和NaHSO₃溶液；
②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）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．