Question

【題目】甲乙兩同學分別對含+4價硫元素的物質性質進行了探究。

（1）甲用下圖裝置進行實驗（氣密性已檢驗，加熱和夾持裝置己略去）。實驗進行一段時間后，C、D中都出現明顯的白色沉淀，經檢驗均為BaSO4

①A中反應的化學方程式是______________________。

②為探究SO2在D中所發生反應，甲進一步實驗發現，出現白色沉淀的過程中，D溶液中NO3-濃度幾乎不變。甲據此得出結論：D中出現白色沉淀的主要原因是__________________。

（2）乙用如下實驗對含+4價硫元素的物質性質進行探究。

序號	實驗操作	實驗現象
1	取0.3g純凈Na2SO3固體，向其中加入10mL 2mol/L鹽酸，再滴入4滴BaCl2溶液	產生無色氣泡；滴入BaCl2溶液后，開始無現象，4min后，溶液變渾濁
2	取0.3g純凈Na2SO3固體，向其中加入10mL 2mol/L HNO3，再滴入4滴BaCl2溶液	產生無色氣泡；滴入BaCl2溶液后，開始無現象，2h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	產生紅棕色氣體；滴入BaCl2溶液后，溶液立即產生大重白色沉淀

①用離子方程式解釋實驗1中產生現象的原因：____________________。

②由實驗1、2、3對比，可以得到推論：____________________。

③乙通過查閱資料發現，Na+對實驗1和2中出現渾濁的時間無影響，于是進一步探究Cl-和NO3-對其的影響：

序號	實驗操作	實驗現象
4	取_______固體混合物，向其中加入10mL 2mol/L HNO3，再滴入4滴BaCl2溶液	產生無色氣泡；滴入BaCl2溶液后，開始無現象，20min后，溶液變渾濁

i.實驗2和4對比，乙獲得推論：Cl-的存在可以加快溶液中+4價硫元素的氧化；

ii實驗1和4對比，乙獲得推論：_____________________。

④通過以上實驗，乙同學認為，確定某溶液中含有SO42-的實驗方案：取待測液，向其中先滴加_________（填字母序號）

a. 2mol/L鹽酸，再滴加BaCl2溶液，一段時間后出現白色沉淀

b. 2mol/L鹽酸，再滴加BaCl2溶液，立即出現白色沉淀

c. 2mol/L硝酸，再滴加BaCl2溶液，一段時間后出現白色沉淀

d. 2mol/L硝酸，再滴加BaCl2溶液，立即出現白色沉淀

Answer 1

【答案】Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+ SO2↑+2H2O (條件是加熱）酸性條件下，含+4價硫元素物質(SO2或H2SO3)被O2氧化生成SO42-2H++SO32-=SO2+H2O； SO2+O2+2Ba2++2H2O=2BaSO4↓+4H+含+4價硫元素物質可被O2和濃HNO3氧化0.3g 純凈Na2SO3和1.17gNaClNO3-的存在可以減緩溶液中+4價硫元素的氧化bd

【解析】

(1)①銅和濃硫酸加熱發生反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應的化學方程式為：Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O，故答案為：Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O；②為探究SO2在D中所發生的反應，甲進一步實驗發現，出現白色沉淀的過程中，D溶液中NO3-濃度幾乎不變．甲據此得出結論：D中出現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，結合鋇離子，也能生成硫酸鋇沉淀，故答案為：酸性條件下，含+4價硫元素物質(SO2或H2SO3)被O2氧化生成SO42-；(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，產生無色氣泡為二氧化硫氣體，滴入BaCl2溶液后，開始無現象，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，結合鋇離子生成硫酸鋇白色沉淀，反應的離子方程式為：2H++SO32-═SO2+H2O，2SO2+O2+2Ba2++2H2O═2BaSO4↓+4H+或2H2SO3+O2+2Ba2+═2BaSO4↓+4H+，故答案為：2H++SO32-═SO2+H2O，2SO2+O2+2Ba2++2H2O═2BaSO4↓+4H+或2H2SO3+O2+2Ba2+═2BaSO4↓+4H+；②由實驗1說明空氣中氧氣也可以氧化+4價硫元素的化合物，實驗2說明硝酸溶液中硝酸根離子對氧化反應起到減慢作用，出現沉淀時間長，實驗3是濃硝酸能氧化+4價硫元素化合物生成硫酸根離子，出現沉淀快，對比可知氧氣、濃硝酸都可以氧化二氧化硫，故答案為：含+4價硫元素物質可被O2和濃HNO3氧化；③探究Cl-和NO3-對其的影響，i．實驗2和4對比，乙獲得推論：Cl-的存在可以加快溶液中+4價硫元素的氧化，實驗4中需要提供和實驗1中相同的氯離子實驗探究，即需要0.01L×2mol/L=0.02mol，氯化鈉的質量=0.02mol×58.5g/mol=1.17g，對比實驗1判斷出現沉淀的時間分析，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，觀察出現沉淀的時間，故答案為：0.3g純凈Na2SO3和1.17gNaCl；ii．實驗1和4對比，不同的是鹽酸和硝酸，氯離子相同，出現沉淀的時間是鹽酸溶液中快，乙獲得推論是硝酸根離子減慢+4價硫的化合物的氧化，實驗1和4對比，乙獲得推論是：NO3-的存在可以減慢溶液中+4價硫元素的氧化，故答案為：NO3-的存在可以減慢溶液中+4價硫元素的氧化；④對比上述實驗確定某溶液中含有SO42-的實驗方案是：實驗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，產生無色氣泡；滴入BaCl2溶液后，開始無現象，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，實驗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，產生無色氣泡；滴入BaCl2溶液后，開始無現象，2h后，溶液變渾濁，加入硝酸和氯化鋇溶液，+4價硫元素化合價被氧氣的速率減慢，若有硫酸根離子會迅速生成沉淀，故答案為：bd。