《2025年学霸高考黑题化学人教版》

已知：将${SO_{2}}$通入${Ba(NO_{3})_{2}}$溶液中会产生不溶于酸的白色沉淀。某兴趣小组利用如图所示装置探究${SO_{2}}$通入${Ba(NO_{3})_{2}}$溶液产生白色沉淀的原因。请回答下列问题。
【提出问题】白色沉淀产生的主要原因是什么？
【做出假设】
(1)假设一：空气中存在${O_{2}}$，将${H_{2}SO_{3}}$氧化为${H_{2}SO_{4}}$，生成${BaSO_{4}}$沉淀。
假设二：酸性条件下$NO_3^-$具有氧化性，能将$SO_2$氧化为$SO_4^{2-}$，从而产生白色沉淀。
【设计实验】
(2)该小组成员设计了如图所示的实验装置进行探究。

装置$X$的名称是酸式滴定管，装置$Y$的作用是防倒吸，确保安全。为了确保实验成功，组装实验装置后应进行的操作是检查装置气密性，排净装置中的空气；加入相应试剂。
【实验过程】

(3)向A烧杯与C烧杯中加入食用油的目的是隔绝$O_2$的作用。烧杯中“食用油”可以用下列试剂中的b代替(填字母)。
a. 氯仿
b. 己烷
c. 乙醇
【实验现象】A烧杯无明显现象，B、C、D三个烧杯中均出现白色浑浊现象。
【实验结论】
(4)B烧杯中出现白色浑浊证明假设一成立(填“假设一”或“假设二”)。
(5)在硝酸钡溶液中，有无${O_{2}}$参加都能产生${BaSO_{4}}$沉淀。若是${NO^{-}_{3}}$的强氧化性导致沉淀的出现，则对应的离子方程式为$3SO_2 + 2NO_3^- + 2H_2O \longrightarrow 3BaSO_4 \downarrow + 2NO + 4H^+$。
(6)为了进一步探究起主要氧化作用的因素，该小组成员对传感器采集的数据进行了处理，根据图像可得出结论：$O_2$在氧化反应中起到主要氧化作用。
如图所示：其中曲线1表示无氧${BaCl_{2}}$溶液，曲线2表示有氧${BaCl_{2}}$溶液，曲线3表示无氧${Ba(NO_{3})_{2}}$溶液，曲线4表示有氧${Ba(NO_{3})_{2}}$溶液。

答案： 巩固训练 4
(1)酸性条件下$NO_3^-$具有氧化性，能将$SO_2$氧化为$SO_4^{2-}$，从而产生白色沉淀
(2)酸式滴定管 防倒吸，确保安全 检查装置气密性
(3)隔绝$O_2$的作用 b 假设一
(5)$3SO_2 + 2NO_3^- + 2H_2O \longrightarrow 3BaSO_4 \downarrow + 2NO + 4H^+$
(6)$O_2$在氧化反应中起到主要氧化作用
解析：
(1)二氧化硫具有一定还原性，硝酸根离子在酸性环境下具有氧化性，能将二氧化硫氧化为硫酸根离子，硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀，因此假设二为酸性条件下$NO_3^-$具有氧化性，能将$SO_2$氧化为$SO_4^{2-}$，从而产生白色沉淀。
(2)由于实验中需要研究氧气的作用，因此需要控制变量，食用油起到隔绝氧气的作用；食用油密度比水小，难溶于水，选项中伪浓度大于水，排除a，乙醇与水互溶，排除c，己烷密度比水小，不溶于水，故选b。
(4)根据变量控制思想，由实验一对比可知，B烧杯中加入未煮沸的$BaCl_2$溶液出现白色沉淀，而A烧杯煮沸的$BaCl_2$溶液未出现白色沉淀，说明是$O_2$氧化$SO_2$，故发生的反应为$2H_2SO_3 + O_2 \longrightarrow 2H_2SO_4$，因此B烧杯中出现浑浊的原因是$SO_2$被氧气氧化为$SO_4^{2-}$，$SO_4^{2-}$与钡离子反应产生白色沉淀，假设一成立。
(5)二氧化硫具有一定还原性，硝酸根离子（酸性环境）具有氧化性，能将二氧化硫氧化为硫酸根离子。
(6)根据图像，O₂参加的反应中pH变化比无氧气参加的大，且用时短，说明$O_2$在氧化反应中起到主要氧化作用。