Question

(12分〉某研究性学习小组欲探究SO₂能否与BaCl₂溶液反应生成BaSO₃沉淀。查阅资料得知常温下BaSO₃的K_SP为，饱和亚硫酸中。

(1) 将0.1 mol • L^—1的BaCl₂溶液滴入饱和亚硫酸中，_______ (填“能”或“不能”）生成BaSO₃沉淀，原因是______________ (请写出必要的推断过程）。

(2) 浓硫酸的沸点为338°C，酒精灯火焰的温度为400〜500⁰C，甲同学用装置I进行实验，发现BaCl₂溶液中出现白色沉淀，且白色沉淀不溶于盐酸。

①写出加热试管中发生反应的化学方程式：_____________________

②白色沉淀的化学式是_______，请用离子方程式表示生成该白色沉淀的可能原因___________________________________

(3) 乙同学认为甲同学的装置不完善，设计了改进装置II进行实验（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）。

①打开弹簧夹，通入N₂—段时间后关闭弹簧夹

②滴加一定量浓硫酸，加热A，一段时间后C中未见沉淀生成。

操作①的目的是_______，洗气瓶B中的试剂是______________。

(4) 丙同学取乙实验后的C中溶液少许，滴加一种无色溶液，也产生不溶于盐酸的白色沉淀，丙滴加的试剂可能是______________。

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

Answer

（12分）（1）不能（1分） 此时溶液中c(Ba2+)＜0.1 mol· L-1 ，  c(SO32-)＜6.3×10-8mol· L-1，

其浓度商Q=c(Ba2+)×c(SO32-)＜0.1×6.3×10-8=6.3×10-9＜Ksp(BaSO3)=5.48×10-7（1分）

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

     ② BaSO4（1分）

    Ba2++ SO42-= BaSO4↓（2分）  2 Ba2++ 2SO2 + O2+2H2O= 2BaSO4↓+ 4H+（2分）

（3）排除装置内的空气（O2）（1分）     饱和NaHSO3溶液（1分）   （4）C（1分）

【解析】本题考查难溶电解质沉淀溶解平衡。由于溶液冲稀，溶液中c(Ba2+)＜0.1 mol· L-1 ，  c(SO32-)＜6.3×10-8mol· L-1，其浓度商Q=c(Ba2+)×c(SO32-)＜0.1×6.3×10-8=6.3×10-9＜Ksp(BaSO3)=5.48×10-7，故不会生成BaSO3沉淀。(2) ①浓硫酸与铜反应的方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+ SO2↑+2H2O②由于SO2与BaCl2溶液作用不产生沉淀，根据酒精灯的的温度，可知，浓硫酸受热气化进入BaCl2溶液，发生反应生成BaSO4沉淀。离子方程式为Ba2++ SO42-= BaSO4↓。（3）通入N2的目的是排除装置内的空气（O2），防止O2和SO2反应生成SO3，影响实验结果。再用饱和NaHSO3溶液除去硫酸蒸汽，防止硫酸蒸汽影响实验结果。(4) 乙实验后的C中溶液是BaCl2和亚硫酸混合溶液，加碱或氧化剂都能产生沉淀，但加碱产生的沉淀能溶液于盐酸，且酸性 KMnO4 溶液有颜色，故选C，