Question

12．甲、乙兩同學(xué)為探究SO₂與可溶性鋇的強(qiáng)酸鹽能否反應(yīng)生成白色BaSO₃沉淀，用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持裝置和A中加熱裝置已略，氣密性已檢驗(yàn)）．

實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象：

操　作	現(xiàn)　　象
關(guān)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(guān)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(yīng)的化學(xué)方程式是Cu+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）C中白色沉淀是BaSO₄（化學(xué)式）．
（3）C溶液中發(fā)生的離子方程式為3SO₂+3Ba²⁺+2NO₃^-+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺．
（4）分析B中不溶于稀鹽酸的沉淀產(chǎn)生的原因，甲認(rèn)為是空氣參與反應(yīng)，乙認(rèn)為是白霧參與反應(yīng)．
①為證實(shí)各自的觀點(diǎn)，在原實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)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中盛放的試劑是濃硫酸或飽和NaHSO₃溶液．
②進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，B中現(xiàn)象：

甲	大量白色沉淀
乙	少量白色沉淀

檢驗(yàn)白色沉淀，發(fā)現(xiàn)均不溶于稀鹽酸．用離子方程式解釋乙產(chǎn)生少量白色沉淀的原因：2Ba²⁺+2SO₂+O₂+2H₂O═2BaSO₄↓+4H⁺．

Answer 1

分析 （1）由題給實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)可知，A中發(fā)生的反應(yīng)為銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和二氧化硫，據(jù)此書寫化學(xué)方程式；
（2）硝酸根離子在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，能將SO₂氧化為SO₄^2-，C中白色沉淀不溶于稀鹽酸，據(jù)此判斷；
（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(xué)方程式是2NO+O₂═2NO₂；
（4）①甲同學(xué)為排除裝置內(nèi)空氣對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，在Cu與濃硫酸反應(yīng)前，可先通一會兒N₂；乙同學(xué)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；
②由于甲同學(xué)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(xué)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⁺；

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(xué)方程式為：Cu+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）A中生成氣體SO₂，硝酸根離子在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，能將SO₂氧化為SO₄^2-，C中的白色沉淀不溶于稀鹽酸，說明C中沉淀為是BaSO₄，
故答案為：BaSO₄；
（3）C中硝酸根離子在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，能將SO₂氧化為SO₄^2-，發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式是3SO₂+3Ba²⁺+2NO₃^-+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺，
故答案為：3SO₂+3Ba²⁺+2NO₃^-+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺；
（4）①A中白霧與氯化鋇反應(yīng)能生成BaSO₄沉淀，故其可能含有SO₃或H₂SO₄，甲同學(xué)為排除裝置內(nèi)空氣對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，在Cu與濃硫酸反應(yīng)前，可先通一會兒N₂；A中白霧可能含有SO₃或H₂SO₄，乙同學(xué)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，A中白霧可能含有SO₃或H₂SO₄，乙同學(xué)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，
故答案為：通N₂一段時間，排除裝置中的空氣；濃硫酸或飽和NaHSO₃溶液；
②在甲、乙兩同學(xué)的實(shí)驗(yàn)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(xué)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(xué)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(yuǎn)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，
故答案為：2Ba²⁺+2SO₂+O₂+2H₂O═2BaSO₄↓+4H⁺．

點(diǎn)評 本題主要考查了SO₂的制取、性質(zhì)及BaSO₃、BaSO₄的性質(zhì)知識等，同時考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析、檢驗(yàn)、推斷等基本技能，充分考查了學(xué)生的思維分析能力等，綜合性強(qiáng)，難度中等．