Question

某研究小组将纯净的SO₂气体通入0.1mol·L^-1的Ba（NO₃）₂溶液中，得到了BaSO₄沉淀，为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO₂，该小组突出了如下假设:

假设一：溶液中的NO₃^-

假设二：溶液中溶解的O₂

（1）       验证假设

该小组涉及实验验证了假设一，请在下表空白处填写相关实验现象

实验步骤	实验现象	结论
实验1：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体		假设一成立
实验2：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBa（NO3）2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体

（2）为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液的pH随通入SO₂体积的变化曲线入下图

实验1中溶液pH变小的原因是____;V₁时，实验2中溶液pH小于实验1的原因是（用离子方程式表示）_________。

验证假设二

请设计实验验证假设二，写出实验步骤，预期现象和结论。

实验步骤、预期现象和结论（不要求写具体操作过程）

若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别通入足量的O₂和KNO₃，氧化相同的H₂SO₃溶液（溶液体积变化忽略不计），充分反映后两溶液的pH前者_______(填大于或小于)后者，理由是__________

Answer 1

【答案】（1）无明显现象  有白色沉淀

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

（3）实验步骤，预期现象和结论（不要求写具体操作过程）；

实验1作为参照实验

实验3将纯净的SO₂气体缓缓的通入未经脱氧气处理的25ml0.1mol/L的BaCl₂溶液中，若有白色沉淀生成，表明假设二成立，否则不成立

（4）小于   反应的离子方程式表明，足量的O₂和NO₃^-分别氧化相同的H₂SO₃，生成H⁺的物质的量浓度前者多于后者

【解析】

（1）根据强酸制弱酸的原理，亚硫酸是弱酸不能制备盐酸，故实验1无现象，SO₂溶于水后生成H₂SO₃，亚硫酸显酸性，电离出Ｈ^＋和NO₃^-结合生成硝酸，具有强氧化性，将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，亚硫酸显酸性，故pH值减小；SO₂ +H₂OH₂SO₃， H₂SO₃2H⁺ +SO₃^2-，H⁺+ NO₃^- =HNO₃，硝酸酸性大于亚硫酸；验证假设二需要做对比实验如下：

实验步骤	实验现象	结论
实验1：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体	无现象	假设二成立
实验2：在盛有富含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体	有白色沉淀生成

（3）前者是将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。