Question

1．研究性學(xué)習(xí)小組用Na₂SO₃與硫酸溶液（硫酸與水體積比1：1）制備SO₂并進(jìn)行性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)（如圖1）．

（1）D中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是出現(xiàn)淡黃色渾濁或淡黃色沉淀，C、E中溶液都褪色，分別體現(xiàn)SO₂漂白性、還原性性質(zhì)．
（2）請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟?huà)出收集SO₂以及尾氣處理裝置（標(biāo)相關(guān)試劑）．
（3）研究小組發(fā)現(xiàn)B中有白色沉淀，為了清楚沉淀的物質(zhì)，研究小組往B中加入過(guò)量稀鹽酸，沉淀不溶解，你認(rèn)為留下的沉淀物是BaSO₄，形成該沉淀的反應(yīng)方程式有：2SO₂+2H₂O+O₂+2BaCl₂=2BaSO₄↓+4HCl或2SO₂+2H₂O+O₂=2H₂SO₄、H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl．為了進(jìn)一步驗(yàn)證沉淀原因，研究小組另取BaC1₂溶液，加熱煮沸，冷卻及時(shí)加入少量苯液封，然后再通SO₂，結(jié)果發(fā)現(xiàn)沉淀量減少，但仍有輕微渾濁．研究小組改進(jìn)A裝置（如圖2），再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，B中沒(méi)有出現(xiàn)渾濁．下列氣體可作為X氣體的是AD（填序號(hào)，不定項(xiàng)選擇）．
A．CO₂    B．NH₃   C．O₃    D．N₂     E．NO₂
（4）SO₂為空氣污染物，研究小組為測(cè)定某工廠區(qū)空氣中SO₂的含量，取10m³（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的空氣，緩慢通過(guò)足量溴水中，在所得溶液中加入過(guò)量的BaC1₂溶液，將產(chǎn)生的白色沉淀洗滌、干燥，用電子稱(chēng)稱(chēng)其質(zhì)量為0.233g，則：
①沉淀洗滌要干凈，檢驗(yàn)洗滌已經(jīng)干凈的實(shí)驗(yàn)操作是取最后一次洗滌液，溶液中加入AgNO₃溶液，無(wú)沉淀出現(xiàn)，說(shuō)明濾液中不含有Cl^-，即沉淀已洗滌干凈．
②試計(jì)算此空氣中SO₂的濃度（列出計(jì)算表達(dá)式并計(jì)算結(jié)果，結(jié)果單位用mg/m³表示）．

Answer 1

分析 裝置A：制備二氧化硫，亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫與水，反應(yīng)方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，裝置B：探究亞硫酸與氯化鋇是否反應(yīng)，裝置C：探究二氧化硫的漂白性，裝置D：探究二氧化硫的氧化性，裝置E：探究二氧化硫的還原性，方框中收集SO₂以及尾氣處理裝置．
（1）裝置D探究二氧化硫的氧化性，二氧化硫與硫化氫溶液生成了單質(zhì)硫，裝置A中生成的二氧化硫氣體具有漂白性、還原性等，通過(guò)裝置C中的品紅溶液會(huì)褪色表現(xiàn)了二氧化硫的漂白性，二氧化硫通過(guò)裝置E中的高錳酸鉀溶液，還原高錳酸鉀溶液褪色；
（2）由于二氧化硫的相對(duì)分子質(zhì)量比空氣大，故用向上排空氣法收集氣體，因?yàn)槎�氧化硫有毒，需要�?duì)尾氣進(jìn)行吸收處理，二氧化硫酸性氣體尾氣用氫氧化鈉吸收；
（3）白色沉淀不溶于稀鹽酸，該沉淀只能為硫酸鋇；可能原因?yàn)閬喠蛩岜谎趸�成硫酸，硫酸與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀；連接后往裝置F中通入氣體X一段時(shí)間，排除裝置中的氧氣，通入的氣體不能氧化二氧化硫，干擾驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)；
（4）①用蒸餾水洗滌沉淀2～3次，若在洗液中加入AgNO₃溶液，無(wú)沉淀出現(xiàn)，說(shuō)明濾液中不含有Cl^-；
②利用關(guān)系式：SO₂～SO₄^2-～BaSO₄，根據(jù)BaSO₄沉淀的質(zhì)量求出SO₂的體積，最后求出體積分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）裝置D探究二氧化硫的氧化性，二氧化硫具有氧化性，二氧化硫與硫化氫溶液發(fā)生反應(yīng)2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O，生成了單質(zhì)硫，所以能觀察到溶液出現(xiàn)淡黃色渾濁或淡黃色沉淀，裝置A中生成的二氧化硫氣體具有漂白性、還原性等，通過(guò)裝置C中的品紅溶液會(huì)褪色表現(xiàn)了二氧化硫的漂白性，二氧化硫通過(guò)裝置E中的高錳酸鉀溶液，還原高錳酸鉀溶液褪色，表現(xiàn)了二氧化硫的還原性，
故答案為：出現(xiàn)淡黃色渾濁或淡黃色沉淀；漂白性，還原性；
（2）由于二氧化硫的相對(duì)分子質(zhì)量比空氣大，故用向上排空氣法收集氣體，因?yàn)槎�氧化硫有毒，需要�?duì)尾氣進(jìn)行吸收處理，可用堿液氫氧化鈉吸收，裝置為：，
故答案為：；
（3）某學(xué)習(xí)小組向盛有氯化鋇溶液的試管中通入二氧化硫氣體，發(fā)現(xiàn)有白色沉淀，向試管中加入過(guò)量稀鹽酸，沉淀不溶解，該白色沉淀為BaSO₄，產(chǎn)生沉淀的原因可能為，
B中形成沉淀是二氧化硫被氧氣氧化，可能發(fā)生的反應(yīng)為：2SO₂+2H₂O+O₂+2BaCl₂=2BaSO₄↓+4HCl或2SO₂+2H₂O+O₂=2H₂SO₄、H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl，
O₃和NO₂，具有氧化性，能氧化二氧化硫，所以不可以通入氣體這兩種氣體驅(qū)趕裝置中的氧氣，NH₃是堿性氣體和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)生成亞硫酸銨，不能達(dá)到大量二氧化硫氣體，所以選擇二氧化碳或氮?dú)馀懦�裝置中的空氣，選AD，
故答案為：BaSO₄；2SO₂+2H₂O+O₂+2BaCl₂=2BaSO₄↓+4HCl或2SO₂+2H₂O+O₂=2H₂SO₄、H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl；AD；
（4）①沿玻璃棒向過(guò)濾器中的沉淀上加蒸餾水至淹沒(méi)沉淀，靜置使其全部濾出，重復(fù)2～3次．檢驗(yàn)洗滌沉淀已經(jīng)干凈的實(shí)驗(yàn)操作：取最后一次洗滌液，溶液中加入AgNO₃溶液，無(wú)沉淀出現(xiàn)，說(shuō)明濾液中不含有Cl^-，即沉淀已洗滌干凈，
故答案為：取最后一次洗滌液，溶液中加入AgNO₃溶液，無(wú)沉淀出現(xiàn)，說(shuō)明濾液中不含有Cl^-，即沉淀已洗滌干凈；
②SO₂為空氣污染物，研究小組為測(cè)定某工廠區(qū)空氣中SO₂的含量，取10m³（標(biāo)準(zhǔn)狀況），緩慢通過(guò)足量溴水中，在所得溶液中加入過(guò)量BaCl₂溶液，將產(chǎn)生的白色沉淀洗滌，干燥，用電子稱(chēng)稱(chēng)其質(zhì)量為0.233g，
利用關(guān)系式：SO₂ ～SO₄^2-～BaSO₄，
               0.001mol           $\frac{0.233g}{233g/mol}$=1×10^-3mol
n（SO₂）=n（BaSO₄）=1×10^-3mol
10m³空氣中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{1×1{0}^{3}mol×64g/mol×1000mg/g}{10{m}^{3}}$×100%=6.4mg/m³，
故答案為：6.4mg/m³．

點(diǎn)評(píng) 本題屬于實(shí)驗(yàn)探究題，主要考查實(shí)驗(yàn)裝置的搭配、SO₂的性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題分析，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理提出假設(shè)，再結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)加以驗(yàn)證，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力，題目難度中等．