Question

某研究性學習小組通過下列實驗探究SO2能否與BaCl2溶液反應生成BaSO3沉淀，并制備硫酸銅晶體。完成下列填空。甲同學用裝置I進行實驗，加熱反應物至沸騰，發(fā)現(xiàn)BaCl2溶液中出現(xiàn)白色沉淀，且白色沉淀不溶于鹽酸。

（1）白色沉淀是 。

（2）甲同學就白色沉淀的生成原因提出了兩種假設，這兩種假設可能是：

① ②

乙同學設計了改進裝置Ⅱ進行實驗，檢驗甲同學提出的假設（夾持裝置和A中加熱裝置已略，氣密性已檢驗）。

①打開彈簧夾，通入N2一段時間后關閉彈簧夾；

②滴加一定量濃硫酸，加熱A，一段時間后C中未見沉淀生成。

（3）操作①的目的是 ，集氣瓶B中的試劑是 。

（4）該實驗能否檢驗甲同學上述兩種假設中的任意一種 ，理由是 。

丙同學向反應后的藍色溶液中加入足量的CuO，過濾后將濾液制成硫酸銅晶體（CuSO4·xH2O），采用加熱法測定該晶體中結晶水x的值，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

坩堝質(zhì)量	坩堝與晶體總質(zhì)量	加熱后坩堝與固體總質(zhì)量
第一次稱量	第二次稱量
11.710g	22.700g	18.621g	a

 

（5）若無需再進行第三次稱量，則a的數(shù)值范圍應為 。

（6）若加熱后坩堝與固體總質(zhì)量為18.620g，計算x 的實測值 （保留二位小數(shù)），相對誤差 。

 

Answer 1

（1）BaSO4（2分）；

（2）①濃硫酸沸騰蒸出進入氯化鋇溶液生成沉淀（1分）

②SO2 被氧氣氧化成硫酸生成沉淀（1分）

（3）排除裝置內(nèi)的空氣（O2）（1分） 飽和NaHSO3溶液（1分）

（4）不能（1分），因為同時改變了兩個變量，無法確定到底是哪個變量的作用。（1分）

（5）18.621±0.001 （1分）

（6）5.25 （2分） +5%（1分）

【解析】

試題分析：（1）白色沉淀不溶于鹽酸，因此白色沉淀是硫酸鋇。

（2）根據(jù)硫酸的沸點和加熱溫度分析，說明濃硫酸在溫度較高時也能揮發(fā)出H2SO4蒸氣，由于BaSO3能夠溶于鹽酸，根據(jù)元素守恒可知該沉淀只能是BaSO4，有可能一是揮發(fā)出的H2SO4提供的SO42-與Ba2+反應生成的，也有可能是溶液中溶解的氧氣與SO2作用產(chǎn)生了硫酸，進而得到BaSO4；

（3）氮氣性質(zhì)穩(wěn)定，排凈裝置中的空氣中的氧氣，以驗證上述原理是否正確；為除去反應中帶出的霧狀硫酸，可以將氣體通過飽和NaHSO3溶液；

（4）由于同時改變了兩個變量，無法確定到底是哪個變量的作用。

（5）由于兩次實驗誤差不能超過0.001，所以若無需再進行第三次稱量，則a的數(shù)值范圍應為18.621±0.001。

（6）若加熱后坩堝與固體總質(zhì)量為18.620g，因此失去的結晶水質(zhì)量為22.700g －18.620g＝4.08g，水的物質(zhì)的量是0.227mol。晶體的質(zhì)量為22.700g－11.710g＝10.99g，則×x＝0.227

解得x＝5.25，因此相對誤差為×100%＝5%。

考點：考查實驗方案設計與探究、硫酸銅晶體結晶水含量的計算