Question

9．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置圖．（夾持裝置和加熱裝置略，氣密性已檢驗(yàn)）：
（1）裝置A中盛有Na₂SO₃固體的儀器名稱是圓底燒瓶，該裝置發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂SO₃（固體）+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，該過程體現(xiàn)了濃硫酸的酸性．
（2）反應(yīng)開始后，A中Na₂SO₃固體表面有氣泡產(chǎn)生；B中有白色沉淀生成．
甲同學(xué)認(rèn)為該沉淀是BaSO₃，認(rèn)為BaCl₂能夠吸收SO₂，
乙同學(xué)認(rèn)為BaCl₂不能吸收SO₂，該實(shí)驗(yàn)中能出現(xiàn)沉淀是因?yàn)樵撗b置中有空氣的干擾，并且他向上述實(shí)驗(yàn)生成的沉淀中加入稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)沉淀并沒有溶解，所以乙認(rèn)為該沉淀不是BaSO₃，而應(yīng)該是硫酸鋇，生成該沉淀的化學(xué)方程式有2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄、H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl．
（3）如果將生成的SO₂氣體通入到硝酸鋇溶液中，生成沉淀的離子方程式為：3SO₂+2NO₃^-+2H₂O+3Ba²⁺=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺．
如果將亞硫酸鈉固體加入到硝酸鋇溶液中，生成沉淀的化學(xué)方程式為：Na₂SO₃+Ba（NO₃）₂=2NaNO₃+BaSO₃↓．
（4）若把分液漏斗中的濃H₂SO₄換成濃HNO₃，對該實(shí)驗(yàn)是否有影響是（填“是”或“否”），理由是濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，會(huì)將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，得不到SO₂氣體．
（5）工業(yè)上用CuFeS₂（ 黃銅礦）冶煉金屬銅，副產(chǎn)物中也有SO₂，該過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
8CuFeS₂+21O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₃
CuFeS₂中Cu的化合價(jià)為+2，F(xiàn)e的化合價(jià)為+2，該過程中被還原的元素是Cu、O（填元素符號(hào)．當(dāng)生成4mol銅時(shí)，此反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目是50N_A．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)儀器的形狀說出其名稱；濃硫酸與亞硫酸鈉固體在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫和水，依據(jù)反應(yīng)中硫元素化合價(jià)變化，結(jié)合強(qiáng)酸制備弱酸的規(guī)律解答；
（2）亞硫酸鋇沉淀易溶于鹽酸，硫酸鋇不溶于鹽酸；二氧化硫具有還原性能夠被氧氣氧化生成硫酸，據(jù)此解答；
（3）硝酸根離子具有強(qiáng)的氧化性，在酸性環(huán)境下能夠氧化二氧化硫生成硫酸根離子，硫酸根離子能與鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀；亞硫酸鈉為強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液顯堿性，堿性環(huán)境下 硝酸根離子不表現(xiàn)強(qiáng)的氧化性；
（4）濃硫酸雖然具有強(qiáng)氧化性，但是不能氧化亞硫酸根離子，濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，會(huì)將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，得不到SO₂氣體，所以對該實(shí)驗(yàn)有影響；
（5）依據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0判斷元素化合價(jià)；分析反應(yīng)中各元素化合價(jià)變化，依據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒判斷轉(zhuǎn)移電子數(shù)．

解答 解：（1）依據(jù)儀器形狀可知，裝置A中盛有Na₂SO₃固體的儀器名稱是圓底燒瓶，生成二氧化硫的化學(xué)方程式為：Na₂SO₃（固體）+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，反應(yīng)中硫元素化合價(jià)不變，該反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)，硫酸酸性強(qiáng)于亞硫酸，所以依據(jù)強(qiáng)酸制備弱酸規(guī)律可知，濃硫酸只體現(xiàn)了酸性作用，
故答案為：圓底燒瓶；Na₂SO₃（固體）+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；酸；
（2）亞硫酸鋇沉淀易溶于鹽酸，所以不溶于酸的沉淀只能是硫酸鋇，由于題目已經(jīng)提示存在著氧氣的干擾，所以生成硫酸鋇沉淀的過程為：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄、H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl，
故答案為：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄、H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl；
（3）硝酸根離子具有強(qiáng)的氧化性，在酸性環(huán)境下能夠氧化二氧化硫生成硫酸根離子，離子方程式：3SO₂+2NO₃^-+2H₂O+3Ba²⁺=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺
亞硫酸鈉是弱堿性環(huán)境，NO₃^-不能體現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，只能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，化學(xué)方程式為：Na₂SO₃+Ba（NO₃）₂=2NaNO₃+BaSO₃↓；
故答案為：3SO₂+2NO₃^-+2H₂O+3Ba²⁺=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺；
Na₂SO₃+Ba（NO₃）₂=2NaNO₃+BaSO₃↓；
（4）濃硫酸雖然具有強(qiáng)氧化性，但是不能氧化亞硫酸根離子，濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，會(huì)將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，得不到SO₂氣體，所以對該實(shí)驗(yàn)有影響；
故答案為：是；濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，會(huì)將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，得不到SO₂氣體；
（5）由于+3價(jià)Fe和-2價(jià)S不能共存，所以Cu和Fe都為+2價(jià)，Cu元素和O元素化合價(jià)都降低，均被還原．
S從-2價(jià)升高到+4價(jià)，有一半的Fe從+2價(jià)升高到+3價(jià)，所以每生成8molCu轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為6×16+1×4=100N_A，所以生成4mol銅時(shí)，此反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目是50N_A．
故答案為：+2；+2； Cu、O；  50N_A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了二氧化硫的制備，明確二氧化硫的性質(zhì)及制備原理是解題關(guān)鍵，注意濃硫酸、硝酸的強(qiáng)氧化性，題目難度中等．