Question

9．某同学设计了如下实验装置图．（夹持装置和加热装置略，气密性已检验）：
（1）装置A中盛有Na₂SO₃固体的仪器名称是圆底烧瓶，该装置发生反应的化学方程式为：Na₂SO₃（固体）+H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，该过程体现了浓硫酸的酸性．
（2）反应开始后，A中Na₂SO₃固体表面有气泡产生；B中有白色沉淀生成．
甲同学认为该沉淀是BaSO₃，认为BaCl₂能够吸收SO₂，
乙同学认为BaCl₂不能吸收SO₂，该实验中能出现沉淀是因为该装置中有空气的干扰，并且他向上述实验生成的沉淀中加入稀盐酸，发现沉淀并没有溶解，所以乙认为该沉淀不是BaSO₃，而应该是硫酸钡，生成该沉淀的化学方程式有2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄、H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl．
（3）如果将生成的SO₂气体通入到硝酸钡溶液中，生成沉淀的离子方程式为：3SO₂+2NO₃^-+2H₂O+3Ba²⁺=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺．
如果将亚硫酸钠固体加入到硝酸钡溶液中，生成沉淀的化学方程式为：Na₂SO₃+Ba（NO₃）₂=2NaNO₃+BaSO₃↓．
（4）若把分液漏斗中的浓H₂SO₄换成浓HNO₃，对该实验是否有影响是（填“是”或“否”），理由是浓硝酸具有强氧化性，会将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，得不到SO₂气体．
（5）工业上用CuFeS₂（ 黄铜矿）冶炼金属铜，副产物中也有SO₂，该过程发生反应的化学方程式为：
8CuFeS₂+21O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₃
CuFeS₂中Cu的化合价为+2，Fe的化合价为+2，该过程中被还原的元素是Cu、O（填元素符号．当生成4mol铜时，此反应转移的电子数目是50N_A．

Answer 1

分析 （1）依据仪器的形状说出其名称；浓硫酸与亚硫酸钠固体在加热条件下反应生成硫酸钠、二氧化硫和水，依据反应中硫元素化合价变化，结合强酸制备弱酸的规律解答；
（2）亚硫酸钡沉淀易溶于盐酸，硫酸钡不溶于盐酸；二氧化硫具有还原性能够被氧气氧化生成硫酸，据此解答；
（3）硝酸根离子具有强的氧化性，在酸性环境下能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子，硫酸根离子能与钡离子反应生成硫酸钡沉淀；亚硫酸钠为强碱弱酸盐，溶液显碱性，碱性环境下 硝酸根离子不表现强的氧化性；
（4）浓硫酸虽然具有强氧化性，但是不能氧化亚硫酸根离子，浓硝酸具有强氧化性，会将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，得不到SO₂气体，所以对该实验有影响；
（5）依据化合物中各元素化合价代数和为0判断元素化合价；分析反应中各元素化合价变化，依据氧化还原反应得失电子守恒判断转移电子数．

解答 解：（1）依据仪器形状可知，装置A中盛有Na₂SO₃固体的仪器名称是圆底烧瓶，生成二氧化硫的化学方程式为：Na₂SO₃（固体）+H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，反应中硫元素化合价不变，该反应是非氧化还原反应，硫酸酸性强于亚硫酸，所以依据强酸制备弱酸规律可知，浓硫酸只体现了酸性作用，
故答案为：圆底烧瓶；Na₂SO₃（固体）+H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；酸；
（2）亚硫酸钡沉淀易溶于盐酸，所以不溶于酸的沉淀只能是硫酸钡，由于题目已经提示存在着氧气的干扰，所以生成硫酸钡沉淀的过程为：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄、H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl，
故答案为：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄、H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl；
（3）硝酸根离子具有强的氧化性，在酸性环境下能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子，离子方程式：3SO₂+2NO₃^-+2H₂O+3Ba²⁺=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺
亚硫酸钠是弱碱性环境，NO₃^-不能体现出强氧化性，只能发生复分解反应，化学方程式为：Na₂SO₃+Ba（NO₃）₂=2NaNO₃+BaSO₃↓；
故答案为：3SO₂+2NO₃^-+2H₂O+3Ba²⁺=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺；
Na₂SO₃+Ba（NO₃）₂=2NaNO₃+BaSO₃↓；
（4）浓硫酸虽然具有强氧化性，但是不能氧化亚硫酸根离子，浓硝酸具有强氧化性，会将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，得不到SO₂气体，所以对该实验有影响；
故答案为：是；浓硝酸具有强氧化性，会将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，得不到SO₂气体；
（5）由于+3价Fe和-2价S不能共存，所以Cu和Fe都为+2价，Cu元素和O元素化合价都降低，均被还原．
S从-2价升高到+4价，有一半的Fe从+2价升高到+3价，所以每生成8molCu转移电子数目为6×16+1×4=100N_A，所以生成4mol铜时，此反应转移的电子数目是50N_A．
故答案为：+2；+2； Cu、O；  50N_A．

点评 本题考查了二氧化硫的制备，明确二氧化硫的性质及制备原理是解题关键，注意浓硫酸、硝酸的强氧化性，题目难度中等．