Question

(14分)某课题组设计实验探究SO₂的性质。

实验现象：B中无沉淀生成，C中有白色沉淀；D中溶液颜色变浅，E中产生白色沉淀。

(1)仪器R的名称是______________________。

(2)实验室在常温下用80%的硫酸与亚硫酸钠粉末反应制备SO₂，写出A中反应的化学方程式：______________________________________。

(3)部分实验步骤如下：连接装置、检查气密性、装药品，向装置中通入一段时间N₂，然后启动A中反应。“通入一段时间的N₂”的目的是___________________________。

(4)探究装置C中通入SO₂的量与产物的关系。

①他们提出如下猜想：

猜想1：通入过量的SO₂，则发生反应的离子方程式为Ba²⁺+2NO₃^-+3SO₂+2H₂O=BaSO₄↓ +2SO₄^2-+2NO+4H⁺。

猜想2：通入少量的SO₂，则发生反应的离子方程式为______________________。

②请你帮他们设计实验证明猜想1和猜想2哪个合理，完成下列实验：

提供试剂：溴水、铜粉、Ba(NO₃)₂溶液、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液

实验步骤	实验现象及结论
取少量C中反应后溶液于试管中，__________	________________

(5)下列可检验装置D反应后溶液中是否有Fe²⁺的最佳试剂是_____(填字母)。

a.KSCN溶液      b.NaOH溶液  c.K₃[Fe(CN)₆]溶液    d.KSCN溶液和双氧水

(6)常温下，实验完毕后，分离、提纯装置E中白色固体M，取适置M于试管中，滴少量盐酸(M剩余)，所得溶液的pH_____7(填“>”“<”或“=”)。

Answer

分液漏斗 Na2SO3+H2SO4==Na2SO4 +SO2↑+H2O 排尽装置内空气，避免O2干扰实验 3Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O=BaSO4↓+2NO+4H+ 加入铜粉(或BaCl2溶液) 若铜粉溶解，溶液变蓝色(或无沉淀)，则猜想2正确；若铜粉不溶解(或产生白色沉淀)，则猜想1正确 c <

【解析】本题考查实验方案设计与评价，（1）仪器R是分液漏斗；（2）利用硫酸酸性强于亚硫酸，装置A中制备SO2，反应方程式为Na2SO；＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O；（3）反应开始前，通入一段时间的氮气，是排除装置的空气，防止氧气干扰空气；（4）首先NO3－把SO2氧化成SO42－，本身被换成NO，反应式为2NO3－＋3SO2→2NO＋3SO42－，通入少量的SO2，3molSO2，能生成3molSO42－，需要3molBa2＋结合成BaSO4沉淀，然后根据电荷守恒和原子守恒，离子反应方程式为：3Ba2＋+2NO3－+3SO2+2H2O=BaSO4↓+2NO+4H＋；通入过量的SO2，SO42－是过量，通入少量的SO2，溶液中有HNO3，因此具体操作是：加入铜粉(或BaCl2溶液) 若铜粉溶解，溶液变蓝色(或无沉淀)，则猜想2正确；若铜粉不溶解(或产生白色沉淀)，则猜想1正确 ；（5）装置D中FeCl3可能过量，含有Fe3＋，因此不能用KSCN溶液检验，检验是否含有Fe2＋，应该用K3[Fe(CN)6]溶液检验，如果有蓝色沉淀生成，说明含有Fe2＋，否则不含有，故选项c正确；（6）装置E产生沉淀是BaSO3，SO2在某些性质上与CO2性质相似，加入少量的盐酸，发生BaSO3＋2HCl=Ba(HSO3)2＋BaCl2，BaCl2溶液显中性，HSO3－电离程度大于其水解程度，溶液显酸性，即pH<7。

点睛：本题的难点是（4）中离子反应方程式的书写，首先弄清楚反应的实质，即NO3－在酸性条件下具有强氧化性，因此有为2NO3－＋3SO2→2NO＋3SO42－，进行计算，按照少量进行，即通入少量的SO2，3molSO2，能生成3molSO42－，需要3molBa2＋结合成BaSO4沉淀，然后根据电荷守恒和原子守恒，离子反应方程式为：3Ba2＋+2NO3－+3SO2+2H2O=BaSO4↓+2NO+4H＋。