题目

题型：不详难度：来源：

某研究性学习小组通过下列实验探究SO₂能否与BaCl₂溶液反应生成BaSO₃沉淀，并制备硫酸铜晶体。完成下列填空。甲同学用装置I进行实验，加热反应物至沸腾，发现BaCl₂溶液中出现白色沉淀，且白色沉淀不溶于盐酸。

（1）白色沉淀是              。
（2）甲同学就白色沉淀的生成原因提出了两种假设，这两种假设可能是：
①                                   ②                               
乙同学设计了改进装置Ⅱ进行实验，检验甲同学提出的假设（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）。

①打开弹簧夹，通入N₂一段时间后关闭弹簧夹；
②滴加一定量浓硫酸，加热A，一段时间后C中未见沉淀生成。
（3）操作①的目的是               ，集气瓶B中的试剂是         。
（4）该实验能否检验甲同学上述两种假设中的任意一种         ，理由是       。
丙同学向反应后的蓝色溶液中加入足量的CuO，过滤后将滤液制成硫酸铜晶体（CuSO₄·xH₂O），采用加热法测定该晶体中结晶水x的值，实验数据记录如下：

坩埚质量	坩埚与晶体总质量	加热后坩埚与固体总质量
		第一次称量	第二次称量
11.710g	22.700g	18.621g	a

 
（5）若无需再进行第三次称量，则a的数值范围应为                  。
（6）若加热后坩埚与固体总质量为18.620g，计算x 的实测值     （保留二位小数），相对误差      。

答案

（1）BaSO₄（2分）；
（2）①浓硫酸沸腾蒸出进入氯化钡溶液生成沉淀（1分）
②SO₂被氧气氧化成硫酸生成沉淀（1分）
（3）排除装置内的空气（O₂）（1分） 饱和NaHSO₃溶液（1分）
（4）不能（1分），因为同时改变了两个变量，无法确定到底是哪个变量的作用。（1分）
（5）18.621±0.001 （1分）
（6）5.25 （2分）     +5%（1分）

解析

试题分析：（1）白色沉淀不溶于盐酸，因此白色沉淀是硫酸钡。
（2）根据硫酸的沸点和加热温度分析，说明浓硫酸在温度较高时也能挥发出H₂SO₄蒸气，由于BaSO₃能够溶于盐酸，根据元素守恒可知该沉淀只能是BaSO₄，有可能一是挥发出的H₂SO₄提供的SO₄^2-与Ba²⁺反应生成的，也有可能是溶液中溶解的氧气与SO₂作用产生了硫酸，进而得到BaSO₄；
（3）氮气性质稳定，排净装置中的空气中的氧气，以验证上述原理是否正确；为除去反应中带出的雾状硫酸，可以将气体通过饱和NaHSO₃溶液；
（4）由于同时改变了两个变量，无法确定到底是哪个变量的作用。
（5）由于两次实验误差不能超过0.001，所以若无需再进行第三次称量，则a的数值范围应为18.621±0.001。
（6）若加热后坩埚与固体总质量为18.620g，因此失去的结晶水质量为22.700g －18.620g＝4.08g，水的物质的量是0.227mol。晶体的质量为22.700g－11.710g＝10.99g，则×x＝0.227
解得x＝5.25，因此相对误差为×100%＝5%。