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含有SO2的气体中怎样证实SO3存在  

2017-12-12 17:01:43|  分类: 试题研究 |  标签: |举报 |字号 订阅

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                        含有SO2的气体中怎样证实SO3存在

                             

 要:通过SO2气体在不同情况下的溶液中和BaCl2反应的现象,指出了2017年浙江高考化学试题存在的问题,给出了SO3SO2同时存在的气体中,证实含有SO3的一种方法。

关键词:SO3SO2O2BaCl2溶液沉淀

 

     2017年浙江省普通高校招生考试化学试卷上有这样一道试题:

     FeSO4受热分解的化学方程式为:2FeSO4(====)Fe2O3SO2SO3

    请回答:

(1) FeSO4受热产生的气体按图示装置进行实验,证实含有SO3SO2。能说明SO2存在的实验现象是______;为测定BaSO4沉淀的质量,后续的操作步骤依次为     、洗涤、干燥、称重。

(2) 设计一个实验方案,用化学方法验证FeSO4受热后固体的成分(不考虑其反应)________

FeSO4受热分解产物中的气体是SO3SO2,从题给装置和装置中的溶液可以看出,命题者是这样认为的,盛BaCl2溶液的试剂瓶中产生白色沉淀证实气体中SO3,盛品红溶液的试剂瓶中红色逐渐褪去证实气体中含有SO2。那么SO3SO2构成的混合气体用题中所给的实验装置和方法真的能证实含有SO3SO2吗?我们做了下面的实验:

[实验1]:向Na2SO3固体中加入浓硫酸,将生成的SO2气体通入蒸馏水中,然后向得到的溶液中滴加BaCl2溶液,溶液中有白色沉淀产生。

[实验2]:向Na2SO3固体中加入浓硫酸,将生成的SO2气体通入盐酸酸化的蒸馏水中,然后向得到的溶液中滴加BaCl2溶液,溶液中有白色沉淀产生。

[实验3]:向Na2SO3固体中加入浓硫酸,将生成的SO2气体通入盐酸酸化的BaCl2溶液中,溶液中有白色沉淀产生。

我们可以看出上述三个实验的溶液中都出现了白色的沉淀,产生白色沉淀的原因是:气体中会混有O2和溶液中也会溶解O2,这样就造成了溶液中发生SO2 O2氧化的反应,[实验1][实验2][实验3]虽然实验的方法有所不同,但溶液里发生的反应是相同的。反应可表示为:

2SO2 + O2 + 2H2O = 2SO42 + 4H+

 2H2SO3 + O2 = 2SO42 + 4H+

 SO42 + Ba2+ = BaSO4                                     

由此可见,在通常条件下,将SO3SO2混合气体通入BaCl2溶液中产生了白色沉淀,是不能证实气体中含有SO3的。

那么,怎样来证实SO3SO2混合气体中含有SO3呢?

我们知道SO2O2在气体状态、常温下难以发生反应,几乎难以生成SO3,但在水溶液中SO2O2却很容易发生反应,转化生成H2SO4速率很快。在不可避免存在O2时证实含有SO2气体中也含有SO3,采取BaCl2溶液中通入气体或水中通入气体再加入BaCl2溶液的方法进行实验是不科学的或者是不严密的。我们可以根据SO3的熔点16.80 C、沸点44.80 C,常温下SO3为液体,设计如下的实验装置和方法来验证:

 

 

 

 

 

SO3SO2气体按图示装置和方法进行实验,观察现象。品红溶液褪色证实气体中含有SO2,品红溶液褪色后,取冰水冷却得到的物质加入BaCl2溶液中,产生白色沉淀,即可以证实气体中含有SO3

 

参考文献:

普通高中课程标准实验教科书·化学1[M].南京江苏凤凰教育出版社,201488-89

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