问题详情:
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2 mL 0.1 mol/L Ba(NO3)2溶液的试管中,缓慢通入SO2气体,试管内有白*沉淀产生,液面上方略显浅棕*。
探究1:白*沉淀产生的原因。
(1) 白*沉淀是 ___。
(2)分析白*沉淀产生的原因,*同学认为是N O3-氧化了SO2,乙同学认为是溶液中溶解的O2氧化了SO2。
①支持*同学观点的实验*据是_____________________________________。
②依据*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*了自己的推测正确,请完成实验方案:
实验*作 | 实验现象 |
向2 mL____mol/L____溶液(填化学式)中通入SO2 | ____________ |
探究2:在氧化SO2的过程中,N O3- 和O2哪种微粒起了主要作用。
实验*作 | 实验数据 |
向烧杯中加入煮沸了的0.1 mol/L的BaCl2溶液25 mL,再加入25 mL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25 mL 0.1 mol/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,BaCl 2溶液pH下降的原因是 ______________________________。
(4) 图2,BaCl 2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 _________________________
【回答】
(1). BaSO4 (2). 液面上方略显浅棕* (3). 3Ba2++2NO3- +3SO2+2H2O=BaSO4↓+2NO+4H+ (4). 0.1 (5). BaCl2 (6). 试管内有白*沉淀产生 (7). SO 2+H 2O H 2SO 3 H2SO3 HSO3—+H+ (8). 2Ba2++2SO2+O2+3H2O 2BaSO4↓+4H+ (9). 在氧化SO2的过程中,O2起了主要作用 (10). 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】
【分析】
(1)SO2与Ba(NO3)2溶液的反应,根据元素守恒可知,白*沉淀应为BaSO4;
(2)①NO3-氧化了SO2,则**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*;
②Ba(NO3)2溶液与SO2反应生成硫*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*了自己的推测正确,所用试剂应与*同学一样,这样才可以做对比,反应后会生成硫*钡沉淀;
(3)二氧化硫溶于水生成亚硫*,亚硫*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**明显增加,说明氧气参加了反应,生成了硫*钡和盐*;
(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。
【详解】(1)SO2与Ba(NO3)2溶液的反应,根据元素守恒可知,白*沉淀应为BaSO4;
(2)①NO3-氧化了SO2,则**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*,所以支持*同学观点的实验*据是液面上方略显浅棕*;
②Ba(NO3)2溶液与SO2反应生成硫*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*了自己的推测正确,所用试剂应与*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*沉淀出现;
(3)在无氧条件下,二氧化硫溶于水生成亚硫*,亚硫*会使溶pH值下降,反应的方程式为SO2+H2O⇌H2SO3,H2SO3⇌HSO3-+H+;
(4)图2,BaCl2溶液中通入二氧化硫,与图1相比**明显增加,说明氧气参加了反应,生成了硫*钡和盐*,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。
知识点:非金属元素的单质及其化合物
题型:实验,探究题