Question

(12分〉某研究性學習小組欲探究SO₂能否與BaCl₂溶液反應生成BaSO₃沉淀。查閱資料得知常溫下BaSO₃的K_SP為，飽和亞硫酸中。

(1) 將0.1 mol • L^—1的BaCl₂溶液滴入飽和亞硫酸中，_______ (填“能”或“不能”）生成BaSO₃沉淀，原因是______________ (請寫出必要的推斷過程）。

(2) 濃硫酸的沸點為338°C，酒精燈火焰的溫度為400〜500⁰C，甲同學用裝置I進行實驗，發現BaCl₂溶液中出現白色沉淀，且白色沉淀不溶于鹽酸。

①寫出加熱試管中發生反應的化學方程式：_____________________

②白色沉淀的化學式是_______，請用離子方程式表示生成該白色沉淀的可能原因___________________________________

(3) 乙同學認為甲同學的裝置不完善，設計了改進裝置II進行實驗（夾持裝置和A中加熱裝置已略，氣密性已檢驗）。

①打開彈簧夾，通入N₂—段時間后關閉彈簧夾

②滴加一定量濃硫酸，加熱A，一段時間后C中未見沉淀生成。

操作①的目的是_______，洗氣瓶B中的試劑是______________。

(4) 丙同學取乙實驗后的C中溶液少許，滴加一種無色溶液，也產生不溶于鹽酸的白色沉淀，丙滴加的試劑可能是______________。

A. NaOH 溶液    B. Na[Al(OH)₄]溶液    C. H₂O₂ 溶液    D.酸性 KMnO₄ 溶液

 

Answer 1

【答案】

（12分）（1）不能（1分） 此時溶液中c(Ba²⁺)＜0.1 mol· L^-1 ，  c(SO₃^2-)＜6.3×10^-8mol· L^-1，

其濃度商Q=c(Ba²⁺)×c(SO₃^2-)＜0.1×6.3×10^-8=6.3×10^-9＜Ksp(BaSO₃)=5.48×10^-7（1分）

（2）① Cu + 2H₂SO₄(濃)  CuSO₄+ SO₂↑+ 2H₂O（2分）

     ② BaSO₄（1分）

    Ba²⁺+ SO₄^2-= BaSO₄↓（2分）  2 Ba²⁺+ 2SO₂ + O₂+2H₂O= 2BaSO₄↓+ 4H⁺（2分）

（3）排除裝置內的空氣（O₂）（1分）     飽和NaHSO₃溶液（1分）   （4）C（1分）

【解析】本題考查難溶電解質沉淀溶解平衡。由于溶液沖稀，溶液中c(Ba²⁺)＜0.1 mol· L^-1 ，  c(SO₃^2-)＜6.3×10^-8mol· L^-1，其濃度商Q=c(Ba²⁺)×c(SO₃^2-)＜0.1×6.3×10^-8=6.3×10^-9＜Ksp(BaSO₃)=5.48×10^-7，故不會生成BaSO₃沉淀。(2) ①濃硫酸與銅反應的方程式為Cu+2H₂SO₄(濃) CuSO₄+ SO₂↑+2H₂O②由于SO₂與BaCl₂溶液作用不產生沉淀，根據酒精燈的的溫度，可知，濃硫酸受熱氣化進入BaCl₂溶液，發生反應生成BaSO₄沉淀。離子方程式為Ba²⁺+ SO₄^2-= BaSO₄↓。（3）通入N₂的目的是排除裝置內的空氣（O₂），防止O₂和SO₂反應生成SO₃，影響實驗結果。再用飽和NaHSO₃溶液除去硫酸蒸汽，防止硫酸蒸汽影響實驗結果。(4) 乙實驗后的C中溶液是BaCl₂和亞硫酸混合溶液，加堿或氧化劑都能產生沉淀，但加堿產生的沉淀能溶液于鹽酸，且酸性 KMnO₄ 溶液有顏色，故選C，