Question

某研究小組將純凈的SO₂氣體通入0.1mol·L^-1的Ba（NO₃）₂溶液中，得到了BaSO₄沉淀，為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的SO₂，該小組突出了如下假設(shè):

假設(shè)一：溶液中的NO₃^-

假設(shè)二：溶液中溶解的O₂

（1）       驗(yàn)證假設(shè)

該小組涉及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了假設(shè)一，請在下表空白處填寫相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
實(shí)驗(yàn)1：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體		假設(shè)一成立
實(shí)驗(yàn)2：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBa（NO3）2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體

（2）為深入研究該反應(yīng)，該小組還測得上述兩個實(shí)驗(yàn)中溶液的pH隨通入SO₂體積的變化曲線入下圖

實(shí)驗(yàn)1中溶液pH變小的原因是____;V₁時，實(shí)驗(yàn)2中溶液pH小于實(shí)驗(yàn)1的原因是（用離子方程式表示）_________。

驗(yàn)證假設(shè)二

請設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)二，寫出實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論（不要求寫具體操作過程）

若假設(shè)二成立，請預(yù)測：在相同條件下，分別通入足量的O₂和KNO₃，氧化相同的H₂SO₃溶液（溶液體積變化忽略不計），充分反映后兩溶液的pH前者_(dá)______(填大于或小于)后者，理由是__________

Answer 1

【答案】（1）無明顯現(xiàn)象  有白色沉淀

（2）SO₂溶于水生成H₂SO₃    3SO₃+2NO₃^-+2H₂O=3SO₄^2-+4H⁺+2NO

（3）實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論（不要求寫具體操作過程）；

實(shí)驗(yàn)1作為參照實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)3將純凈的SO₂氣體緩緩的通入未經(jīng)脫氧氣處理的25ml0.1mol/L的BaCl₂溶液中，若有白色沉淀生成，表明假設(shè)二成立，否則不成立

（4）小于   反應(yīng)的離子方程式表明，足量的O₂和NO₃^-分別氧化相同的H₂SO₃，生成H⁺的物質(zhì)的量濃度前者多于后者

【解析】

（1）根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理，亞硫酸是弱酸不能制備鹽酸，故實(shí)驗(yàn)1無現(xiàn)象，SO₂溶于水后生成H₂SO₃，亞硫酸顯酸性，電離出Ｈ^＋和NO₃^-結(jié)合生成硝酸，具有強(qiáng)氧化性，將SO₃^2-氧化成SO₄^2-，故生成白色的BaSO₄沉淀；

（2）SO₂溶于水后生成H₂SO₃，亞硫酸顯酸性，故pH值減��；SO₂ +H₂OH₂SO₃， H₂SO₃2H⁺ +SO₃^2-，H⁺+ NO₃^- =HNO₃，硝酸酸性大于亞硫酸；驗(yàn)證假設(shè)二需要做對比實(shí)驗(yàn)如下：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
實(shí)驗(yàn)1：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體	無現(xiàn)象	假設(shè)二成立
實(shí)驗(yàn)2：在盛有富含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體	有白色沉淀生成

（3）前者是將H₂SO₃氧化成硫酸，后者是生成硝酸，硝酸的酸性大于硫酸，故前者pH大于后者。故前者pH值大于后者。