甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀,用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验).
实验操作和现象:
操作 现象
关闭弹簧夹,滴加一定量浓硫酸,加热 A中有白雾生成,铜片表面产生气泡
B中有气泡冒出,产生大量白色沉淀
C中产生白色沉淀,液面上方略显浅棕色并逐渐消失
打开弹簧夹,通入N2,停止加热,一段时间后关闭 ﹣﹣﹣
从B、C中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸 均未发现白色沉淀溶解
(1)A中反应的化学方程式是 .
(2)C中白色沉淀是 ,该沉淀的生成表明SO2具有 性.
(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是 .
(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应.
①为证实各自的观点,在原实验基础上:
甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是 ;
乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是 .
②进行实验,B中现象:
甲 大量白色沉淀
乙 少量白色沉淀
检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸.结合离子方程式解释实验现象异同的原因: .
(5)合并(4)中两同学的方案进行实验.B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是
【考点】二氧化硫的化学性质.
【专题】压轴题.
【分析】(1)由题给实验目的和实验可知,A中发生的反应方程式为:Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)C中白色沉淀不溶于稀盐酸,说明沉淀是BaSO4,原因是硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,能将SO2氧化为SO42﹣,说明SO2具有还原性;
(3)C中液面上方生成浅棕色气体则是硝酸还原生成的NO,遇O2生成了红棕色的NO2之故,化学方程式是2NO+O2═2NO2;
(4)甲同学为排除装置内空气对实验结果的影响,在Cu与浓硫酸反应前,可先通一会儿N2;乙同学为除去白雾或SO2中的
SO3,可在A、B间增加一个盛放浓硫酸或饱和NaHSO3溶液的洗气瓶;
由于甲同学没有排除白雾的干扰,生成BaSO4沉淀的离子方程式为SO42﹣+Ba2═BaSO4↓;乙同学没有排除空气的干扰,其生成BaSO4的离子方程式为2Ba2++2SO2+O2+2H2O═2BaSO4↓+4H+;
(5)合并甲、乙两同学的方案进行实验时,B中无沉淀生成,C中产生白色沉淀,说明SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀.
【解答】解:(1)铜和浓硫酸加热条件下生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为:Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)A中生成气体SO2,C中的白色沉淀不溶于稀盐酸,说明C中沉淀为是BaSO4,原因是硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,能将SO2氧化为SO42﹣,说明SO2具有还原性;
(3)C中发生的反应是3SO2+3Ba2++2NO3﹣+2H2O═3BaSO4↓+2NO↑+4H+,C中液面上方生成浅棕色气体则是硝酸还原生成的NO遇O2生成了红棕色的NO2之故,化学方程式是2NO+O2═2NO2;
(4)A中白雾与氯化钡反应能生成BaSO4沉淀,故其可能含有SO3或H2SO4,;甲同学为排除装置内空气对实验结果的影响,在Cu与浓硫酸反应前,可先通一会儿N2;A中白雾可能含有SO3或H2SO4,乙同学为除去白雾或SO2中的SO3,可在A、B间增加一个盛放浓硫酸或饱和NaHSO3溶液的洗气瓶;在甲、乙两同学的实验中,B中均出现了不溶于稀盐酸的白色沉淀,说明该白色沉淀都是BaSO4,由于甲同学没有排除白雾的干扰,故生成BaSO4沉淀的离子方程式为SO42﹣+Ba2+═BaSO4↓;乙同学没有排除空气的干扰,其生成BaSO4的离子方程式为2Ba2++2SO2+O2+2H2O═2BaSO4↓+4H+,白雾的量远多于装置中氧气的量,所以甲中产生大量白色沉淀,乙中产生少量白色沉淀;
(5)合并甲、乙两同学的方案进行实验时,B中无沉淀生成,C中产生白色沉淀,说明SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀.
故答案为:(1)Cu+2H2SO4═CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)BaSO4,还原;
(3)2NO+O2═2NO2,
(4)①通N2一段时间,排除装置中的空气;饱和NaHSO3溶液;
②甲:SO42﹣+Ba2+═BaSO4↓,乙:2Ba2++2SO2+O2+2H2O═2BaSO4↓+4H+,白雾的量远多于装置中O2的量;
(5)SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀.
【点评】本题主要考查了SO2的制取、性质及BaSO3、BaSO4的性质知识等,同时考查了学生的实验设计、分析、检验、推断等基本技能,充分考查了学生的思维分析能力等,综合性强.
二氧化硫的物理性质和化学性质:
1.物理性质:
SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水(常温常压下,1体积水大约溶解40体积的SO2),易液化(沸点-10℃)。
2.化学性质
(1)具有酸性氧化物的通性
①将SO2通入紫色石蕊试液中,试液变红。
②能与碱性氧化物、碱及某些盐反应。如:
(2)还原性
(3)弱氧化性
(4)漂白性(不能漂白酸碱指示剂) 能和某些有色物质化合生成无色物质,生成的无色物质不稳定,易分解而恢复原色,因此,SO2的漂白并不彻底。在中学化学常见试剂中,能用SO2漂白的只有品红溶液,品红溶液无色溶液
恢复原色。
SO2与一些物质反应的实验现象:
SO2与强碱反应后固体成分的确定:
SO2与强碱(如NaOH)溶液发生反应后的固体成分取决于二者的用量。遇到类似的问题,可以采用数轴分析法讨论。设SO2的物质的量为n(SO2),NaOH物质的量为n(NaOH),数轴代表,如下数轴所示:
分析数轴可得:
(1)则固体物质为Na2SO3,
(2),则固体物质为NaOH 和Na2SO3.
(3),则同体物质为NaHSO3
(4),则固体物质为Na2SO3和NaHSO3,
(5),则固体物质为NaHSO3。
登录并加入会员可无限制查看知识点解析
下图中每个方框表示有关的一种反应物或生成物,方框中字母是物质代号,已知B、D、E、F、X均为单质,试填空。
![]() |
⑴写出A、B的化学:A___________,B____________。
⑵写出I和J反应的化学方程式__________________________________________。
写出E和水反应的离子方程式_________________________________________。
⑶写出C溶液和D反应的离子方程式_____________________________________。