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)，加熱和夾持裝置已略去)。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。

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

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)由色沉淀的過程中，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)疏元素的物質(zhì)性質(zhì)繼續(xù)進(jìn)行探究。

序兮	實(shí)驗(yàn)搡作	實(shí)聆現(xiàn)象
1	取0.3g純凈Na2SO3固體，向其中加人10mL 2 mol/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，4 min后，溶液變渾濁
2	取0.3g純凈Na2SO3固體，向其中加入10mL 2 mol/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，2 h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)生大量白色沉淀

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乙通過査閱資料發(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10mL2 mol /LHNO3，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，20 min后，溶液變渾濁

i.實(shí)驗(yàn)2和4對比，乙獲得推論:C1-的存在可以加快溶液中+4價(jià)硫元索的氧化；

ii.實(shí)驗(yàn)I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．2 mol/L鹽酸，再滴加BaCl2溶液，一段時(shí)間后出現(xiàn)白色沉淀

B．2 mol/L鹽酸，再滴加BaCl2溶液，立即出現(xiàn)白色沉淀

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

D．2 mol/L硝酸，再滴加BaCl2溶液，立即出現(xiàn)白色沉淀

Answer 1

【答案】

（1）①Cu+2H2SO4(濃）CuSO4+SO2↑+2H2O（條件是加熱）

②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）①2H++SO32-=SO2+H2O；

SO2+O2+2Ba2++2H2O=2BaSO4↓+4H+；

（或2H2SO3+O2+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+）

②含+4價(jià)硫元素物質(zhì)可被O2和濃HNO3氧化

③0.3g純凈Na2SO3和1.17gNaCl

ii.NO3-的存在可以減緩溶液中+4價(jià)硫元素的氧化④bd

【解析】

試題分析：（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；

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被氧氣氧化生成硫酸，結(jié)合鋇離子，也能生成硫酸鋇沉淀；

（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+；

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；

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；

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；

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，若有硫酸根離子會迅速生成沉淀。