Question

为检验一批因露置而部分变质的Ba（OH）₂药品的成分，某化学探究性学习小组设计了方案对其进行分析：将20.45g药品分成五等分，逐渐加入100mL 1mol/L的盐酸中，并充分搅拌，测得生成气体的体积（已换算为标准状况下）、剩余固体的量与固体加入量的关系如图所示．考虑到某地附近为硫酸工业区，该小组同学判断此药品可能含三或四种成分．

（1）写出硫酸工业尾气与过量的Ba（OH）₂反应的离子方程式：

 

（2）提出以下三种合理假设：（已知在空气中Ba（OH）₂很难生成酸式盐）
假设一：药品成分为Ba（OH）₂和BaSO₄、BaSO₃；
假设二：药品成分为Ba（OH）₂和

 

；
假设三：药品成分为Ba（OH）₂和

 

．
（3）实验验证：为确定该药品的成分，该小组利用上述实验中生成的气体，选择适当的试剂进行探究，请设计合理方案填入下表：

实验操作	预期实验现象和结论
	若   ，假设一成立； 若   ，假设二成立； 若   ，假设三成立．

（4）问题讨论：
若经试验验证，此药品为四种成分混合物，该小组同学认为由上述曲线可知，当所加固体质量为12.27g时，药品成分与盐酸刚好完全反应，你认为该组同学的判断是否正确

 

．（填“是”或者“否”）

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）过量二氧化硫和氢氧化钡溶液反应生成亚硫酸钡沉淀和水；
（2）空气中Ba（OH）₂很难生成酸式盐，依据氢氧化钡过量，生成沉淀可能为硫酸钡、碳酸钡或亚硫酸钡，药品成分为Ba（OH）₂和BaSO₄、BaSO₃，Ba（OH）₂和BaSO₄、BaCO₃，Ba（OH）₂和BaSO₄、BaCO₃、BaSO₃；
（3）设计实验检验沉淀是否为二氧化碳、二氧化硫，取少量固体加入盐酸反应，让气体分别通过品红试液验证二氧化硫的存在、酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫气体，澄清石灰水变浑浊证明二氧化碳的存在；
（4）由图象可知放出的气体体积最大值是672ml．在加入固体为12.27g时，气体体积为672ml，可能是药品成分与盐酸刚好完全反应，也可能在质量小于12.27g时已经反应完全．放出气体的体积就已经达到最大值．

解答： 解：（1）硫酸工业尾气主要含有SO₂，它与过量的Ba（OH） ₂反应的离子方程式为Ba²⁺+2OH^-+SO₂=BaSO₃↓+H₂O；
故答案为：Ba²⁺+2OH^-+SO₂=BaSO₃↓+H₂O；
（2）根据二者发生的反应和已知的假设情况可以确定假设二BaSO₄、BaCO₃；假设三BaSO₄、BaCO₃、BaSO₃；
故答案为：BaSO₄、BaCO₃ ；BaSO₄、BaCO₃、BaSO₃；
（3）把反应产生的气体①分别通入到品红溶液中，②足量的酸性高锰酸钾溶液、③澄清石灰水．若品红溶液褪色，就证明气体中含有含有SO₂，原固体中含有BaSO₃；足量的酸性高锰酸钾溶液中，溶液颜色变浅，就证明产生了SO₂，原固体中含有BaSO₃；澄清石灰水无明显现象，就证明无CO₂产生，原固体中没有BaCO₃．即证明假设一成立．若①和②无明显现象，③澄清石灰水变浑浊，则证明假设二成立；若①品红溶液褪色，②酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，③澄清石灰水变浑浊，则证明假设三成立；
故答案为：

实验操作	预期实验现象和结论
①品红溶液、②足量的酸性高锰酸钾溶液、③澄清石灰水	若_①褪色，②颜色变浅，③无明显现象，假设一成立； 若①和②无明显现象，③变浑浊，假设二成立； 若①褪色，②颜色变浅，③变浑浊，假设三成立．

（4）由图象可知放出的气体体积最大值是672ml．在加入固体为12.27g时，气体体积为672ml，可能是药品成分与盐酸刚好完全反应，也可能在质量小于12.27g时已经反应完全．放出气体的体积就已经达到最大值．因此该组同学的说法是有偏差的；
故答案为：否．

点评：本题考查了图象分析判断，物质性质的理解应用，实验探究的方法和过程分析，掌握基础是关键，题目难度较大．