Question

【题目】某学习小组在实验室研究SO2与Ba(NO3)2溶液的反应：

实验：向盛有2mL0.1mol/LBa(NO3)2溶液的试管中，缓慢通入SO2气体，试管内有白色沉淀产生，液面上方略显浅棕色。

探究1:白色沉淀产生的原因。

(1)白色沉淀是___。

(2)分析白色沉淀产生的原因，甲同学认为是NO3-氧化了SO2，乙同学认为是溶液中溶解的O2氧化了SO2。

①支持甲同学观点的实验证据是_____________________________________。

②依据甲的推断，请写出Ba(NO3)2溶液与SO2反应的离子方程式___________________________________。

③乙同学通过下列实验证明了自己的推测正确，请完成实验方案：

实验操作	实验现象
向2mL____mol/L____溶液(填化学式)中通入SO2	____________

探究2：在氧化SO2的过程中，NO3-和O2哪种微粒起了主要作用。

实验操作	实验数据
向烧杯中加入煮沸了的0.1mol/L的BaCl2溶液25mL，再加入25mL植物油，冷却至室温，通入SO2，用pH传感器测定溶液pH随时间(t)的变化曲线	图1:向BaCl2(无氧)溶液中通入SO2
向烧杯中分别加入25mL0.1mol/L的BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液，通入SO2，用pH传感器分别测定溶液pH随时间(t)变化的曲线。	图2:分别向BaCl2、Ba(NO3)2溶液中通入SO2

(3)图1，在无氧条件下，BaCl2溶液pH下降的原因是______________________________。

(4)图2，BaCl2溶液中发生反应的离子方程式为_________。

(5)依据上述图像你得出的结论是________，说明理由_________________________

Answer 1

【答案】BaSO4 液面上方略显浅棕色 3Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O=BaSO4↓+2NO+4H+ 0.1 BaCl2 试管内有白色沉淀产生 SO2+H2OH2SO3 H2SO3HSO3—+H+ 2Ba2++2SO2+O2+3H2O2BaSO4↓+4H+ 在氧化SO2的过程中，O2起了主要作用 在BaCl2溶液中起氧化作用的是O2，在Ba(NO3)2溶液中起氧化作用的是O2和NO3-，而图2中，分别向BaCl2、Ba(NO3)2溶液中通入SO2，pH变化趋势，幅度接近，因此起氧化作用的主要O2

【解析】

(1)SO2与Ba(NO3)2溶液的反应，根据元素守恒可知，白色沉淀应为BaSO4；

(2)①NO3-氧化了SO2，则硝酸根被还原成一氧化氮，一氧化氮可以再被氧化成二氧化氮，使得液面上方略显浅棕色；

②Ba(NO3)2溶液与SO2反应生成硫酸钡和一氧化氮，根据元素守恒和电荷守恒书写离子方程式；

③乙同学要证明了自己的推测正确，所用试剂应与甲同学一样，这样才可以做对比，反应后会生成硫酸钡沉淀；

(3)二氧化硫溶于水生成亚硫酸，亚硫酸会使溶pH值下降；

(4)图2，BaCl2溶液中通入二氧化硫，与图1相比酸性明显增加，说明氧气参加了反应，生成了硫酸钡和盐酸；

(5)在BaCl2溶液中起氧化作用的是O2，在Ba(NO3)2溶液中起氧化作用的是O2和NO3-，而图2中，分别向BaCl2、Ba(NO3)2溶液中通入SO2，pH变化趋势、幅度接近，据此答题。

(1)SO2与Ba(NO3)2溶液的反应，根据元素守恒可知，白色沉淀应为BaSO4；

(2)①NO3-氧化了SO2，则硝酸根被还原成一氧化氮，一氧化氮可以再被氧化成二氧化氮，使得液面上方略显浅棕色，所以支持甲同学观点的实验证据是液面上方略显浅棕色；

②Ba(NO3)2溶液与SO2反应生成硫酸钡和一氧化氮，反应的离子方程式为3Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+；

③乙同学要证明了自己的推测正确，所用试剂应与甲同学一样，这样才可以做对比，所以所用试剂为0.1mol/LBaCl2溶液，可以看到有白色沉淀出现；

(3)在无氧条件下，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，亚硫酸会使溶pH值下降，反应的方程式为SO2+H2OH2SO3，H2SO3HSO3-+H+；

(4)图2，BaCl2溶液中通入二氧化硫，与图1相比酸性明显增加，说明氧气参加了反应，生成了硫酸钡和盐酸，反应的离子方程式为2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+；

(5)比较图1和图2可知，在氧化SO2的过程中，O2起了主要作用，因为在BaCl2溶液中起氧化作用的是O2，在Ba(NO3)2溶液中起氧化作用的是O2和NO3-，而图2中，分别向BaCl2、Ba(NO3)2溶液中通入SO2，pH变化趋势、幅度接近。