Question

甲、乙两同学为探究SO₂与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO₃沉淀，用如图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验)

实验操作和现象：

操作	现象
关闭弹簧夹，滴加一定量浓硫酸，加热	A中有白雾生成，铜片表面产生气泡 B中有气泡冒出，产生大量白色沉淀 C中产生白色沉淀，液面上放略显浅棕色并逐渐消失
打开弹簧夹，通入N2， 停止加热，一段时间后关闭
从B、C中分别取少量白色沉淀，加稀盐酸	尚未发现白色沉淀溶解

（1）C中白色沉淀是___，该沉淀的生成表明SO₂具有___性。

（2）C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是___。

（3）分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反应，乙认为是白雾参与反应。

①为证实各自的观点，在原实验基础上：

甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是___；乙在A、B间增加洗气瓶D，D中盛放的试剂是___。

②进行实验，B中现象：

甲	大量白色沉淀
乙	少量白色沉淀

检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因：___。

（4）合并（3）中两同学的方案进行试验。B中无沉淀生成，而C中产生白色沉淀，由此得出的结论是___。

Answer

BaSO4 还原性 2NO+O2=2NO2 通N2一段时间，排除装置的空气 饱和的NaHSO3溶液 甲：SO42-+Ba2+=BaSO4↓，乙：2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+，白雾的量远多于装置中O2的量 SO2与可溶性钡的强酸盐（硝酸钡除外）不能反应生成BaSO3沉淀

【解析】

A中，铜与浓硫酸反应生成二氧化硫，产生的白雾中可能含有三氧化硫或硫酸，通入到装置B中产生不溶于盐酸的硫酸钡白色沉淀，气体进入装置C与硝酸钡反应生成不溶于盐酸的硫酸钡白色沉淀和NO，NO遇到空气生成浅棕色气体二氧化氮。

(1)A中生成气体SO2，C中的白色沉淀不溶于稀盐酸，说明C中沉淀为是BaSO4，原因是硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，能将SO2氧化为SO42-，说明SO2具有还原性；

(2)C中发生的反应是3Ba2++3SO2+2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+4H++2NO↑，C中液面上方生成浅棕色气体则是硝酸被还原生成的NO遇O2生成了红棕色的NO2之故，化学方程式是2NO+O2=2NO2；

(3)①A中白雾与氯化钡反应能生成BaSO4沉淀，故其可能含有SO3或H2SO4；甲同学为排除装置内空气对实验结果的影响，在Cu与浓硫酸反应前，可先通一会儿N2，排除装置中的空气；A中白雾可能含有SO3或H2SO4，乙同学为除去白雾，可在A、B间增加一个盛放浓硫酸或饱和NaHSO3溶液的洗气瓶；

②在甲、乙两同学的实验中，B中均出现了不溶于稀盐酸的白色沉淀，说明该白色沉淀都是BaSO4，由于甲同学没有排除白雾的干扰，故生成BaSO4沉淀的离子方程式为SO42-+Ba2+=BaSO4↓；乙同学没有排除空气的干扰，其生成BaSO4的离子方程式为2Ba2++2SO2+ O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+，白雾的量远多于装置中氧气的量，所以甲中产生大量白色沉淀，乙中产生少量白色沉淀；

(4)合并甲、乙两同学的方案进行实验时，B中无沉淀生成，C中产生白色沉淀，说明SO2与可溶性钡的强酸盐（硝酸钡除外）不能反应生成BaSO3沉淀。