Question

12．某化学兴趣小组的同学们对SO₂的有关反应进行实验探究：
【实验I】如图1，探究SO₂催化氧化的反应：

（1）装置 A模拟工业生产中SO₂催化氧化的反应，其化学方程式是2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$2SO₃．
（2）为检验反应后的气体成分，将上图装置依次连接的合理顺序为A、（按气流方向，用字母表示）DFBCE．
（3）能证明气体中有SO₂的实验现象是B中品红溶液褪色，有SO₃的实验现象是F中有白色沉淀．
【实验II】如图2，探究SO₂与Fe（NO₃）₃，溶液的反应：
（4）X中滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开弹簧夹，通入一段时间N2，再关闭弹簧夹，目的是排尽装置内的空气，排除O₂的干扰．
（5）装置Y中产生了白色沉淀，其成分是BaSO₄；该研究小组对产生白色沉淀的原因进行了假设：
假设1：在酸性条件下SO₂与NO₃^-反应；
假设2：SO₂与Fe³⁺反应；
假设3：SO₂与Fe³⁺、NO₃^-都反应．
（6）某同学设计实验验证假设1，请帮他完成表中内容．

实验步骤	现象和结论
①测定Y中混合溶液的pH； ②配制与步骤①有相同pH的稀硝酸与BaCl2的混合液，并通入适量N2； ③将SO2通入步骤②中溶液．	若出现白色沉淀则假设1成立，若不出现白色沉淀则假设1不成立．

经验证假设1成立，则验证过程中发生反应的离子方程式是4SO₂+NO₃^-+5H₂O+4Ba²⁺═4BaSO₄↓+NH⁴⁺+6H⁺（提示：此条件下未见气体产生）．

Answer 1

分析 【实验I】A中SO₂催化氧化生成SO₃，反应为：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$2SO₃，为防止倒吸，连接D装置，SO₂与氯化钡不反应，SO₃与氯化钡反应生成不溶于酸的白色沉淀，连接F装置中氯化钡和盐酸的混合溶液可检验SO₃，SO₂有漂白性，通入B装置中的品红溶液可检验SO₂，SO₂、SO₃均为酸性氧化物，溶于氢氧化钠，故连接C装置充分吸收SO₂、SO₃气体，最后连接E装置利用氧气不溶于水的性质收集氧气，B中品红溶液褪色，说明有SO₂，F中有白色沉淀生成，说明有SO₃，E中集气瓶中有气体说明有氧气生成，据此分析解答；
【实验II】（4）X中由亚硫酸钠与浓硫酸制备二氧化硫，为防止空气中的氧气干扰，先通入氮气排尽装置中的空气；
（5）装置Y中的白色沉淀为硫酸钡；Fe³⁺具有氧化性，酸性条件下NO₃^-也具有强氧化性；
（6）按假设1，在酸性条件下SO₂与NO₃^-反应，等pH稀硝酸与氯化钡的混合溶液与二氧化硫反应，据此分析．

解答 解：【实验I】（1）A模拟工业生产中SO₂催化氧化的反应，其化学方程式为：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$2SO₃；
故答案为：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$2SO₃；
（2）根据气体的性质，SO₂与氯化钡不反应，SO₃与氯化钡反应生成不溶于酸的白色沉淀，连接F装置中氯化钡和盐酸的混合溶液可检验SO₃，SO₂有漂白性，通入B装置中的品红溶液可检验SO₂，SO₂、SO₃均为酸性氧化物，溶于氢氧化钠，故连接C装置充分吸收SO₂、SO₃气体，最后连接E装置利用氧气不溶于水的性质收集氧气，为防止倒吸，A之后应连接装置D，故连接顺序为：DFBCE；
故答案为：DFBCE；
（3）B中品红溶液褪色，说明有SO₂，F中有白色沉淀生成，说明有SO₃；
故答案为：B中品红溶液褪色；F中有白色沉淀；
（4）X中由亚硫酸钠与浓硫酸制备二氧化硫，为防止空气中的氧气干扰，先通入氮气排尽装置中的空气；
故答案为：排尽装置内的空气，排除O₂的干扰；
（5）装置Y中的白色沉淀为硫酸钡；Fe³⁺具有氧化性，酸性条件下NO₃^-也具有强氧化性，故可能为在酸性条件下SO₂与NO₃^-反应、SO₂与Fe³⁺反应、SO₂与Fe³⁺、NO₃^-都反应；
故答案为：BaSO₄；SO₂与Fe³⁺、NO₃^-都反应；
（6）按假设1，在酸性条件下SO₂与NO₃^-反应，则选择与Y装置等pH的稀硝酸与氯化钡的混合溶液与二氧化硫反应，若出现白色沉淀则假设1成立，若不出现白色沉淀则假设1不成立；
假设1成立，则反应的离子方程式为：4SO₂+NO₃^-+5H₂O+4Ba²⁺═4BaSO₄↓+NH⁴⁺+6H⁺；
故答案为：稀硝酸与BaCl₂的混合液；4SO₂+NO₃^-+5H₂O+4Ba²⁺═4BaSO₄↓+NH⁴⁺+6H⁺．

点评 本题考查物质的性质实验探究，题目难度中等，注意把握物质的性质，为解答该题的关键，学习中注意相关知识的积累．