Question

7．以Na₂SO₃溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實驗對象，探究鹽的性質(zhì)和鹽溶液間反應(yīng)的多樣性．

實驗	試劑		現(xiàn)象
	滴管	試管
	0.2 mol•L-1 Na2SO3溶液	飽和Ag2SO4溶液	Ⅰ．產(chǎn)生白色沉淀
		0.2 mol•L-1 CuSO4	Ⅱ．溶液變綠，繼續(xù)滴加產(chǎn)生棕黃色沉淀
		0.1 mol•L-1 Al2（SO4）3溶液	Ⅲ．開始無明顯變化，繼續(xù)滴加產(chǎn)生白色沉淀

（1）經(jīng)檢驗，現(xiàn)象Ⅰ中的白色沉淀是Ag₂SO₃．用離子方程式解釋現(xiàn)象Ⅰ：2Ag⁺+SO₃^2-=Ag₂SO₃↓．
（2）經(jīng)檢驗，現(xiàn)象Ⅱ的棕黃色沉淀中不含SO₄^2-，含有Cu⁺、Cu²⁺和SO₃^2-．
已知：Cu⁺$\stackrel{稀硫酸}{→}$Cu+Cu²⁺，Cu²⁺$\stackrel{I-}{→}$CuI↓（白色）+I₂．
①用稀硫酸證實沉淀中含有Cu⁺的實驗現(xiàn)象是析出紅色固體．
②通過下列實驗證實，沉淀中含有Cu²⁺和SO₃^2-．

a．白色沉淀A是BaSO₄，試劑1是HCl和BaCl₂溶液．
b．證實沉淀中含有Cu²⁺和SO₃^2-的理由是在I^-的作用下，Cu²⁺轉(zhuǎn)化為白色沉淀CuI，SO₃^2-轉(zhuǎn)化為SO₄^2-．
（3）已知：Al₂（SO₃）₃在水溶液中不存在．經(jīng)檢驗，現(xiàn)象Ⅲ的白色沉淀中無SO₄^2-，該白色沉淀既能溶于強酸，又能溶于強堿，還可使酸性KMnO₄溶液褪色．
①推測沉淀中含有亞硫酸根和Al（OH）₃．
②對于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設(shè)：i．被Al（OH）₃所吸附；ii．存在于鋁的堿式鹽中．對假設(shè)ii設(shè)計了對比實驗，證實了假設(shè)ii成立．
a．將對比實驗方案補充完整．
步驟一：
步驟二：（按圖形式呈現(xiàn)）．
b．假設(shè)ii成立的實驗證據(jù)是V₁明顯大于V₂
（4）根據(jù)實驗，亞硫酸鹽的性質(zhì)有溶解性、還原性、在水溶液中呈堿性．鹽溶液間反應(yīng)的多樣性與兩種鹽溶液中陰、陽離子的性質(zhì)和反應(yīng)條件有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）0.2mol/LNa₂SO₃溶液滴入飽和Ag₂SO₄溶液發(fā)生反應(yīng)生成白色沉淀Ag₂SO₃；
（2）①根據(jù)第二題中現(xiàn)象2及已知信息，可以得知，取少量洗凈（排除Cu²⁺干擾）的棕黃色沉淀，滴加稀硫酸，沉淀變紅（銅單質(zhì)），則證明有 Cu⁺；
②a．根據(jù)BaSO₄沉淀可知，加入的試劑為含Ba²⁺的化合物，可以選用BaCl₂；
b．由白色沉淀A可知之前所取上層清液中有SO₄^2-，由加入KI生成白色沉淀可知棕黃色沉淀中含有Cu²⁺，Cu²⁺和I^-作用生成CuI白色沉淀，由加淀粉無現(xiàn)象說明上層清液中無I₂，而Cu²⁺和I^-反應(yīng)生成I₂，因而推斷生成的I₂參與了其他反應(yīng)，因而有還原劑SO₃^2-；
（3）①由題意，白色沉淀既能溶于強酸，又能溶于強堿，可以得到沉淀中含有Al³⁺和OH^-，可使酸性KMnO₄溶液褪色是因為存在有還原性的亞硫酸根離子；
②根據(jù)實驗?zāi)康暮蛯Ρ葘嶒炘O(shè)計原理進行解答；
（4）根據(jù)實驗，亞硫酸鹽具有溶解性、還原性、水解呈堿性，鹽溶液間反應(yīng)的多樣性與兩種鹽溶液中陰、陽離子的性質(zhì)和反應(yīng)條件有關(guān)．

解答 解：（1）實驗Ⅰ中0.2mol/LNa₂SO₃溶液滴入飽和Ag₂SO₄溶液，由于Ag₂SO₄飽和溶液且溶液混合后稀釋，因此不可能是Ag₂SO₄沉淀，考慮SO₃^2-濃度較大，因此推斷白色沉淀為Ag₂SO₃，反應(yīng)的離子方程式為：2Ag⁺+SO₃^2-=Ag₂SO₃↓，故答案為：2Ag⁺+SO₃^2-=Ag₂SO₃↓；
（2）①依據(jù)反應(yīng)Cu⁺和稀硫酸反應(yīng)銅和銅離子，若沉淀中含有Cu⁺，加入稀硫酸會發(fā)生歧化反應(yīng)生成銅單質(zhì)，實驗現(xiàn)象是有紅色固體生成，
故答案為：析出紅色固體；
②a．分析實驗流程可知實驗原理為2Cu²⁺+4I^-=2CuI+I₂、I₂+SO₃^2-+H₂O=SO₄^2-+2I^-+2H⁺、SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，根據(jù)BaSO₄沉淀可知，加入的試劑為含Ba²⁺的化合物，可以選用BaCl₂溶液，考慮沉淀A沒有BaSO₃，因此應(yīng)在酸性環(huán)境中．
故答案為：HCl和BaCl₂溶液；
b．由白色沉淀A可知之前所取上層清液中有SO₄^2-，由加入KI生成白色沉淀可知棕黃色沉淀中含有Cu²⁺，Cu²⁺和I^-作用生成CuI白色沉淀，由加淀粉無現(xiàn)象說明上層清液中無I₂，而Cu²⁺和I^-反應(yīng)生成I₂，因而推斷生成的I₂參與了其他反應(yīng)，因而有還原劑SO₃^2-；
故答案為：棕黃色沉淀與KI溶液反應(yīng)生成白色沉淀（CuI），證明含有Cu²⁺，白色沉淀A為硫酸鋇，證明含有SO₃^2-；
（3）①根據(jù)題意知實驗Ⅲ的白色沉淀中無SO₄^2-，該白色沉淀既能溶于強酸，又能溶于強堿，還可使酸性KMnO₄溶液褪色，可以推測沉淀中含有Al³⁺和OH^-，可使酸性KMnO₄溶液褪色是因為存在有還原性的亞硫酸根離子；
故答案為：Al³⁺、OH^-；
②根據(jù)假設(shè)可知實驗的目的是證明產(chǎn)生的沉淀是Al（OH）₃還是鋁的堿式鹽，給定實驗首先制備出現(xiàn)象Ⅲ中的沉淀，然后采用滴加NaOH溶液，因此對比實驗首先要制備出Al（OH）₃沉淀，然后滴加NaOH溶液，若兩者消耗的NaOH體積相同，則現(xiàn)象Ⅲ中的沉淀就是Al（OH）₃沉淀，若兩者消耗的NaOH體積不同，則現(xiàn)象Ⅲ中的沉淀考慮是鋁的堿式鹽．
鋁的堿式鹽和NaOH溶液反應(yīng)相當于鋁離子和NaOH反應(yīng)，反應(yīng)比例為1：4，而Al（OH）₃和NaOH反應(yīng)比例為1：1，因此若V₁明顯大于V₂，則假設(shè)ii成立；若V₁=V₂，則假設(shè)i成立．
故答案為：a．；
b．假設(shè)ii成立的實驗證據(jù)是V₁明顯大于V₂，
故答案為：V₁明顯大于V₂；
（4）題目中有多處暗示我們還原性，比如（3）中的沉淀可以使酸性高錳酸鉀褪色，第二空，實驗結(jié)論要緊扣實驗?zāi)康�，根�?jù)題目，我們探究的是 Na₂SO₃溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液反應(yīng)，所以得到結(jié)論：鹽溶液間反應(yīng)的多樣性與兩種鹽溶液中陰、陽離子的性質(zhì)和反應(yīng)條件有關(guān)．
故答案為：還原性、水解呈堿性；兩種鹽溶液中陰、陽離子的性質(zhì)和反應(yīng)條件有關(guān)．

點評 本題考查化學實驗方案的分析、評價和設(shè)計．主要是離子檢驗和實驗過程的理解應(yīng)用，題目難度較大．