Question

14．某教师在课堂上用右图所示的装置来验证浓硫酸与铜是否发生反应，并探讨反应所产生气体的性质．请回答下列问题：
（1）试管乙中发生的现象是品红溶液褪色，
该现象能说明产生的气体具有漂白性．
（2）写出试管甲中所发生反应的化学方程式，并标明电子转移方向和数目．．
（3）试管乙口部浸有碱液的棉花的作用是吸收SO₂．
（4）SO₂的排放是造成酸雨的主要因素，某同学通过实验探究，得出酸雨pH随时间的增加而减小的结论．为进一步研究酸雨的成分，该同学取某一时段的这种雨水V L，加入0.5mol/L的Ba（OH）₂溶液至不再产生沉淀时，恰好消耗20.00mL Ba（OH）₂溶液．请计算：
①该雨水中共溶解标准状况下SO₂的体积多少mL？
②若生成沉淀物的质量为2.25g，求出沉淀物的组成．（请写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）金属铜和浓硫酸发生反应生成硫酸铜、水和二氧化硫，二氧化硫能使品红褪色，具有漂白性；
（2）金属铜和浓硫酸发生反应生成硫酸铜、水和二氧化硫，根据化合价的升高值=化合价的降低值=转移电子数来标电子转移情况；
（3）二氧化硫有毒，属于酸性氧化物，能和碱反应；
（4）①写出反应的化学方程式，根据氢氧化钡的物质的量计算出二氧化硫的物质的量，再计算出标况下二氧化硫的体积；
②利用极值法讨论沉淀的组成成分．

解答 解：（1）金属铜和浓硫酸发生反应生成硫酸铜、水和二氧化硫，生成的二氧化硫能使品红褪色，说明二氧化硫具有漂白性，
故答案为：品红溶液褪色；漂白；
（2）金属铜和浓硫酸发生反应生成硫酸铜、水和二氧化硫：Cu+2H₂SO₄（浓）CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，化合价的升高值=化合价的降低值=转移电子数=2，用单线桥表示电子转移情况如下：，故答案为：；
（3）二氧化硫有毒，属于酸性氧化物，能和碱反应生成盐和水，在装置口处浸有碱液的棉花可以和二氧化硫反应，
故答案为：吸收SO₂；
（4）①二氧化硫和氢氧化钡的反应方程式为：SO₂+Ba（OH）₂=BaSO₃↓+H₂O，
20.00mL 0.5mol/L的 Ba（OH）₂溶液中含有氢氧化钡的物质的量为：0.5mol/L×0.02L=0.01mol，根据反应可知，空气中含有二氧化硫的物质的量与氢氧化钡的物质的量相等，都是0.01mol，标况下0.01mol二氧化硫的体积为：22.4L/mol×0.01mol=0.0224L=22.4mL，
答：该雨水中共溶解标准状况下SO₂的体积为22.4mL；
②0.5mol/L 20.00mL 的Ba（OH）₂溶液和二氧化硫反应，如果全部转化为亚硫酸钡，根据钡原子守恒，则生成亚硫酸钡的质量为：0.01mol×217g/mol=2.17，如果全部转化为硫酸钡，根据钡原子守恒，则生成硫酸钡的质量为：0.01mol×233g/mol=2.33g，2.17g＜2.250g＜2.33g，
所以沉淀物的组成为BaSO₃和BaSO₄，
答：生成的沉淀为BaSO₃和BaSO₄的混合物．

点评 本题考查了浓硫酸的性质、化学方程式的计算、氧化还原反应的应用等知识，题目难度中等，注意掌握氧化还原反应的实质、浓硫酸的性质，明确极值法在化学计算中的应用方法．