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>聚焦2015年全国各地高考化学实验题——详解详析和点评?2015/10/25 |
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1（2015?安徽28）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，该小组提出了如下假设：
假设一：溶液中的NO3﹣
假设二：溶液中溶解的O2；
（1）验证假设一
该小组设计实验验证了假设一，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?L﹣1BaCl2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?L﹣1Ba（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pH随通入SO2体积的变化曲线如图．
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） ．
（3）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）：
（4）若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液（溶液体积变化忽略不计），充分反应后两溶液的pH前者 （填“大于”或“小于”）后者，理由是 ．
解析：（1）根据强酸制取弱酸的原理，亚硫酸是弱酸不能制备盐酸，故实验1无现象；二氧化硫溶于水后生成H2SO3，亚硫酸电离出氢离子：H2SO3?2H++SO32﹣，H+、NO3﹣结合生成具有强氧化性的HNO3，硝酸将亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子，从而生成硫酸钡沉淀，故答案为：无现象；白色沉淀生成；
（2）试验1中，二氧化硫溶于水后生成H2SO3，亚硫酸电离出氢离子：H2SO3?2H++SO32﹣，所以溶液的pH减小；试验2发生反应：3SO2+2H2O+2NO3﹣=2NO+4H++3SO42﹣，反应中生成了强酸硫酸，则实验2的pH小于实验1，
故答案为：SO2溶于水后生成H2SO3，亚硫酸显酸性，故pH值减小；3SO2+2H2O+2NO3﹣=2NO+4H++3SO42﹣；
（3）验证假设二，需要用实验1做对比实验，然后做实验3：在盛有未经脱O2处理的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体，若有白色沉淀生成，则假设二成立，即：
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3：在盛有未经脱O2处理的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
，
故答案为：
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3：在盛有未经脱O2处理的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
（4）氧气与亚硫酸反应的离子方程式为：2H2SO3+O2=4H++2SO42﹣，亚硫酸与硝酸根离子反应的离子方程式为：3H2SO3+2NO3﹣=2NO↑+4H++H2O+3SO42﹣，根据反应可知，足量的O2和NO3﹣分步氧化相同的亚硫酸，生成的氢离子的物质的量前者大于后者，所以前者溶液的pH小于后者，
故答案为：小于；反应的离子方程式表明，足量的O2和NO3﹣分步氧化相同的亚硫酸，生成的氢离子的物质的量前者大于后者．
点评：本题考查了性质实验方案的设计，题目难度中等，明确实验目的及实验原理为解答关键，试题充分考查学生的分析、理解能力及化学实验能力，注意掌握物质性质实验方案的设计与评价原则．
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