Question

某校的化学兴趣小组利用下列实验装置探究二氧化硫的性质，E中装有常见气体，与E装置相连的玻璃导管可根据需要变换长短。

实验开始时关闭K₂打开K₁，从分液漏斗中向烧瓶内加入浓硫酸。

(1)A中发生反应的化学方程式是：________________________________________。

(2)C中的现象是______________，证明SO₂有____________性。

(3)D的作用是_____________________，反应的离子方程式为____________。

(4)A中反应完成后，关闭K₁，打开K₂，将E中的无色气体缓缓注入B中，有白色沉淀产生：

①若E是无色有刺激性气味气体，它的分子式为________ (填化学式)

②若E是无色无味气体， 产生的白色沉淀是_________(填化学式)。

(5)若将B中溶液换成Ba(NO₃)₂溶液，将会有白色沉淀生成，请用离子方程式解释其原因________________。

Answer

Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 紫色褪去 还原 吸收多余SO2，防止污染空气 SO2+2OH-=SO32-+H2O NH3 BaSO4 3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+

【解析】

在装置A中Cu与浓硫酸混合加热反应产生SO2气体，将SO2通入B装置的BaCl2溶液中二者不能发生反应，将SO2通入酸性KMnO4溶液，二者发生氧化还原反应，溶液的紫色褪去，SO2是大气污染物，可根据其是酸性氧化物能够与碱反应的性质用NaOH溶液进行尾气处理，然后排放。将装置E中气体通入B中，会产生白色沉淀，若E是无色有刺激性气味的气体，则该气体是NH3，NH3与SO2及H2O反应产生(NH4)2SO3，(NH4)2SO3与BaCl2产生BaSO3白色沉淀；若E是无色无味的气体，则该气体是O2或O3，能够与溶解在溶液中SO2及H2O反应产生H2SO4，H2SO4与BaCl2产生BaSO4白色沉淀，SO2、H+、NO3-会发生氧化还原反应产生SO42-，据此分析解答。

(1)A中Cu与浓硫酸混合加热发生反应产生CuSO4、SO2、H2O，发生反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；

(2)酸性KMnO4溶液具有强的氧化性，SO2具有还原性，二者在溶液中发生氧化还原反应，使酸性KMnO4溶液的紫色褪去，因此看到C中的现象是紫色变为无色，证明SO2具有还原性；

(3)D中NaOH用于吸收多余的SO2气体，防止大气污染，即D的作用是吸收多余SO2，防止污染空气，该反应的离子方程式为：SO2+2OH-=SO32-+H2O；

(4)①SO2是酸性气体，能够与碱发生中和反应产生亚硫酸盐，若E是无色有刺激性气味气体，则该气体是NH3，与SO2在溶液中反应产生(NH4)2SO3，(NH4)2SO3与BaCl2产生BaSO3白色沉淀；

②SO2具有强的还原性，若E是无色无味气体，则该气体是O2或O3，O2或O3具有强的氧化性，可以与溶解在溶液中SO2及H2O反应产生H2SO4，H2SO4与BaCl2产生BaSO4白色沉淀；

(5)SO2溶于水反应产生H2SO3，使溶液显酸性，在酸性条件下NO3-具有强的氧化性，可以将SO2、H2SO3氧化为H2SO4，产生SO42-与Ba2+结合形成BaSO4白色沉淀，用离子方程式表示为：3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+。