Question

一般認為：“將SO₂通入BaCl₂溶液中不會產(chǎn)生白色沉淀”常見的解釋是：因為SO₂的水溶液即亞硫酸的酸性較鹽酸弱，所以SO₂不可能與BaCl₂溶液發(fā)生復分解反應生成BaSO₃沉淀．
查閱資料得知常溫下BaSO₃的K_sp為5.48×10^-7，飽和SO₂的水溶液中c（SO₃^2-）=6.3×10^-8mol?L^-1
（1）向0.1mol?L^-1的BaCl₂溶液通入SO₂至飽和，通過計算用計算數(shù)據(jù)說明不產(chǎn)生沉淀的原因

 

，實驗表明向“通入SO₂至飽和的BaCl₂溶液”中滴加H₂O₂溶液產(chǎn)生了白色沉淀，用一個離子反應方程式表示為

 

．
（2）某同學將SO₂通入到BaCl₂溶液中，出現(xiàn)了異常現(xiàn)象，看到了明顯的白色沉淀，為探究該白色沉淀的成分，他設計了如下實驗流程：所得懸濁液

操作①

白色沉淀

加試劑A

觀察現(xiàn)象，并判斷
則操作①的名稱為

 

，試劑A的化學式為

 

．實驗表明，加入試劑A后，白色沉淀未見溶解．
（3）為探究（2）中形成該白色沉淀的原因，他又設計了如下兩個實驗流程：
①將BaCl₂溶液煮沸，冷卻，并及時滴加少量苯液封，再向溶液中通入SO₂，溶液中仍出現(xiàn)了渾濁現(xiàn)象，但渾濁程度很輕微．滴加少量苯液封的目的是

 

．
 ②設計如下裝置制取SO₂（夾持裝置和A中加熱裝置已略，濃硫酸的沸點為338℃，酒精燈火焰的溫度為400～500℃）．C中裝有煮沸后苯液封的BaCl₂溶液，先打開彈簧夾，通入N₂一段時間后關(guān)閉彈簧夾，然后再滴入濃硫酸，加熱A，該同學驚喜地發(fā)現(xiàn)，C中BaCl₂溶液中不再產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象！通入N₂一段時間的目的是

 

，洗氣瓶B中的試是

 

．

（4）實驗表明：（2）中加入試劑A后，白色沉淀為見溶解，用一個離子反應方程式表示該白色沉淀的生成

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設計,二氧化硫的化學性質(zhì)

專題：

分析：（1）根據(jù)溶液中Q與Ksp的關(guān)系分析；根據(jù)H₂O₂的氧化性將亞硫酸氧化成硫酸與氯化鋇生成硫酸鋇沉淀；
（2）實現(xiàn)固體和液體的分離可以采用過濾的方法；硫酸鋇和鹽酸不反應，但是亞硫酸鋇可以和鹽酸反應；
（3）①依據(jù)實驗目的防止氧氣進入溶液，所以用少量苯液封；
②氮氣性質(zhì)穩(wěn)定，排凈裝置中的空氣中的氧氣，以驗證上述原理是否正確；為除去反應中帶出的霧狀硫酸，可以將氣體通過NaHSO₃溶液；
（4）根據(jù)BaSO₃能夠溶于鹽酸，根據(jù)元素守恒可知該沉淀只能是BaSO₄，可能是溶液中溶解的氧氣與SO₂作用產(chǎn)生了硫酸，進而得到BaSO₄．

解答： 解：（1）0.1mol?L^-1的BaCl₂溶液滴入飽和亞硫酸中沒有沉淀生成，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；H₂O₂將亞硫酸氧化成硫酸與氯化鋇生成硫酸鋇沉淀，所以離子方程式為：Ba²⁺+SO₂+H₂O₂═BaSO₄↓+2H⁺；
故答案為：不能生成沉淀，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；Ba²⁺+SO₂+H₂O₂═BaSO₄↓+2H⁺；
（2）實現(xiàn)固體和液體的分離可以采用過濾的方法，將SO₂通入到BaCl₂溶液中，出現(xiàn)的白色渾濁可能是硫酸鋇還可能是亞硫酸鋇，硫酸鋇和鹽酸不反應，但是亞硫酸鋇可以和鹽酸反應，溶解，可以用鹽酸來鑒別沉淀成分，故答案為：過濾；HCl；
（3）①依據(jù)實驗目的防止氧氣進入溶液，所以用少量苯液封，故答案為：隔絕空氣，防止氧氣溶解在溶液中；
②通入N₂目的是排出裝置中的O₂，C中未見沉淀生成，說明B中的試劑能吸收揮發(fā)出的H₂SO₄且不產(chǎn)生新的雜質(zhì)，還不能與SO₂反應，故該試劑應是飽和NaHSO₃溶液，
故答案為：排除裝置內(nèi)的空氣（O₂）；飽和NaHSO₃溶液；
（4）由于BaSO₃能夠溶于鹽酸，根據(jù)元素守恒可知該沉淀只能是BaSO₄，可能是溶液中溶解的氧氣與SO₂作用產(chǎn)生了硫酸，進而得到BaSO₄：2Ba²⁺+2SO₂+O₂+2H₂O═2BaSO₄↓+4H⁺，
故答案為：2Ba²⁺+2SO₂+O₂+2H₂O═2BaSO₄↓+4H⁺．

點評：本題是以研究SO₂的性質(zhì)為載體的實驗題，涉及Ksp的應用，方程式的書寫，氧化劑的選擇等，培養(yǎng)了學生靈活運用知識的能力．