Question

12．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)們對SO₂的有關(guān)反應(yīng)進行實驗探究：
【實驗I】如圖1，探究SO₂催化氧化的反應(yīng)：

（1）裝置 A模擬工業(yè)生產(chǎn)中SO₂催化氧化的反應(yīng)，其化學(xué)方程式是2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃．
（2）為檢驗反應(yīng)后的氣體成分，將上圖裝置依次連接的合理順序為A、（按氣流方向，用字母表示）DFBCE．
（3）能證明氣體中有SO₂的實驗現(xiàn)象是B中品紅溶液褪色，有SO₃的實驗現(xiàn)象是F中有白色沉淀．
【實驗II】如圖2，探究SO₂與Fe（NO₃）₃，溶液的反應(yīng)：
（4）X中滴加濃硫酸之前應(yīng)進行的操作是打開彈簧夾，通入一段時間N2，再關(guān)閉彈簧夾，目的是排盡裝置內(nèi)的空氣，排除O₂的干擾．
（5）裝置Y中產(chǎn)生了白色沉淀，其成分是BaSO₄；該研究小組對產(chǎn)生白色沉淀的原因進行了假設(shè)：
假設(shè)1：在酸性條件下SO₂與NO₃^-反應(yīng)；
假設(shè)2：SO₂與Fe³⁺反應(yīng)；
假設(shè)3：SO₂與Fe³⁺、NO₃^-都反應(yīng)．
（6）某同學(xué)設(shè)計實驗驗證假設(shè)1，請幫他完成表中內(nèi)容．

實驗步驟	現(xiàn)象和結(jié)論
①測定Y中混合溶液的pH； ②配制與步驟①有相同pH的稀硝酸與BaCl2的混合液，并通入適量N2； ③將SO2通入步驟②中溶液．	若出現(xiàn)白色沉淀則假設(shè)1成立，若不出現(xiàn)白色沉淀則假設(shè)1不成立．

經(jīng)驗證假設(shè)1成立，則驗證過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是4SO₂+NO₃^-+5H₂O+4Ba²⁺═4BaSO₄↓+NH⁴⁺+6H⁺（提示：此條件下未見氣體產(chǎn)生）．

Answer 1

分析 【實驗I】A中SO₂催化氧化生成SO₃，反應(yīng)為：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃，為防止倒吸，連接D裝置，SO₂與氯化鋇不反應(yīng)，SO₃與氯化鋇反應(yīng)生成不溶于酸的白色沉淀，連接F裝置中氯化鋇和鹽酸的混合溶液可檢驗SO₃，SO₂有漂白性，通入B裝置中的品紅溶液可檢驗SO₂，SO₂、SO₃均為酸性氧化物，溶于氫氧化鈉，故連接C裝置充分吸收SO₂、SO₃氣體，最后連接E裝置利用氧氣不溶于水的性質(zhì)收集氧氣，B中品紅溶液褪色，說明有SO₂，F(xiàn)中有白色沉淀生成，說明有SO₃，E中集氣瓶中有氣體說明有氧氣生成，據(jù)此分析解答；
【實驗II】（4）X中由亞硫酸鈉與濃硫酸制備二氧化硫，為防止空氣中的氧氣干擾，先通入氮氣排盡裝置中的空氣；
（5）裝置Y中的白色沉淀為硫酸鋇；Fe³⁺具有氧化性，酸性條件下NO₃^-也具有強氧化性；
（6）按假設(shè)1，在酸性條件下SO₂與NO₃^-反應(yīng)，等pH稀硝酸與氯化鋇的混合溶液與二氧化硫反應(yīng)，據(jù)此分析．

解答 解：【實驗I】（1）A模擬工業(yè)生產(chǎn)中SO₂催化氧化的反應(yīng)，其化學(xué)方程式為：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃；
故答案為：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃；
（2）根據(jù)氣體的性質(zhì)，SO₂與氯化鋇不反應(yīng)，SO₃與氯化鋇反應(yīng)生成不溶于酸的白色沉淀，連接F裝置中氯化鋇和鹽酸的混合溶液可檢驗SO₃，SO₂有漂白性，通入B裝置中的品紅溶液可檢驗SO₂，SO₂、SO₃均為酸性氧化物，溶于氫氧化鈉，故連接C裝置充分吸收SO₂、SO₃氣體，最后連接E裝置利用氧氣不溶于水的性質(zhì)收集氧氣，為防止倒吸，A之后應(yīng)連接裝置D，故連接順序為：DFBCE；
故答案為：DFBCE；
（3）B中品紅溶液褪色，說明有SO₂，F(xiàn)中有白色沉淀生成，說明有SO₃；
故答案為：B中品紅溶液褪色；F中有白色沉淀；
（4）X中由亞硫酸鈉與濃硫酸制備二氧化硫，為防止空氣中的氧氣干擾，先通入氮氣排盡裝置中的空氣；
故答案為：排盡裝置內(nèi)的空氣，排除O₂的干擾；
（5）裝置Y中的白色沉淀為硫酸鋇；Fe³⁺具有氧化性，酸性條件下NO₃^-也具有強氧化性，故可能為在酸性條件下SO₂與NO₃^-反應(yīng)、SO₂與Fe³⁺反應(yīng)、SO₂與Fe³⁺、NO₃^-都反應(yīng)；
故答案為：BaSO₄；SO₂與Fe³⁺、NO₃^-都反應(yīng)；
（6）按假設(shè)1，在酸性條件下SO₂與NO₃^-反應(yīng)，則選擇與Y裝置等pH的稀硝酸與氯化鋇的混合溶液與二氧化硫反應(yīng)，若出現(xiàn)白色沉淀則假設(shè)1成立，若不出現(xiàn)白色沉淀則假設(shè)1不成立；
假設(shè)1成立，則反應(yīng)的離子方程式為：4SO₂+NO₃^-+5H₂O+4Ba²⁺═4BaSO₄↓+NH⁴⁺+6H⁺；
故答案為：稀硝酸與BaCl₂的混合液；4SO₂+NO₃^-+5H₂O+4Ba²⁺═4BaSO₄↓+NH⁴⁺+6H⁺．

點評 本題考查物質(zhì)的性質(zhì)實驗探究，題目難度中等，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)，為解答該題的關(guān)鍵，學(xué)習(xí)中注意相關(guān)知識的積累．