高考化学一轮复习 专题十八 氧、硫及其化合物和环境保护 考点一 氧、硫及其化合物教学案

专题十八 氧、硫及其化合物和环境保
护
考纲展示 命题探究 考点一 氧、硫及其化合物
1 氧元素的单质及化合物性质 (1)O 3
①组成：臭氧的分子式为O 3，与O 2互为同素异形体。

②产生方式：在放电条件下空气中的O 2可以转化为O 3，反应的化学方程式为3O 2=====放电
2O 3。

③物理性质：常温常压下，O 3是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，它的密度比O 2大。

④化学性质
a ．不稳定性：O 3不稳定，容易分解，反应的化学方程式为2O 3===3O 2。

b ．强氧化性：O 3容易使湿润的KI －淀粉试纸变蓝，反应的化学方程式为O 3＋2KI ＋H 2O===2KOH ＋I 2＋O 2。

c ．漂白和消毒：有些染料受到臭氧的强烈氧化会褪色，臭氧还可以杀死许多细菌，因此臭氧是一种很好的脱色剂和消毒剂。

⑤臭氧层
能吸收来自太阳的大部分紫外线，是人类和其他生物的保护伞。

氟氯代烷是破坏臭氧层的“元凶”。

(2)过氧化氢 ①结构
化学式：H 2O 2，电子式：H ··O
······O ··
··
··H ，
结构式：H —O —O —H ，H 、O 原子个数比为1∶1，是既含极性键又含非极性键的共价化合物。

②化学性质
a ．不稳定性：加热、加催化剂都能使分解加快。

2H 2O 2=====MnO 2
2H 2O ＋O 2↑
b ．弱酸性：相当于二元弱酸。

H2O2H＋＋HO－2，HO－2H＋＋O2－2。

c．强氧化性
ⅰ.用10%的双氧水漂白羽毛及丝织品；
ⅱ.氧化Fe2＋、SO2－3等还原性物质：
H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，
H2O2＋SO2－3===SO2－4＋H2O；
ⅲ.使湿润的淀粉­KI试纸变蓝：
H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O。

d．弱还原性：遇强氧化剂时作还原剂。

2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O。

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(1)在MnO2或FeCl3催化下，H2O2分解加快，常用于实验室制O2。

(2)H2O2中O的化合价为－1，处于氧元素的中间价态，因而既有氧化性，又有还原性，但以氧化性为主。

(3)H2O2常用于杀菌消毒、漂白，是H2O2的氧化性所致。

(4)H2O2体现氧化性时，被还原为无污染的H2O，因而常用于除去还原性的杂质离子。

2 硫元素的单质
(1)硫的原子结构及存在形态
硫元素位于元素周期表中第三周期第ⅥA族，原子结构示意图为，最外层有6个电子，在化学反应中易获得2个电子而呈现出－2价。

(2)硫的性质
①物理性质
硫俗称硫黄，淡黄色固体，熔沸点很低，难溶于水，可溶于酒精，易溶于二硫化碳。

②化学性质
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(1)硫在过量、纯净的O2中燃烧的产物是SO2而不是SO3。

(2)硫单质呈0价，处于硫元素的中间价态，既有氧化性又有还原性。

(3)硫与变价金属反应时，生成低价态金属硫化物，和变价金属与Cl2的反应情况不同，可对比记忆。

(3)硫的应用
①制农药：如石硫合剂(石灰、硫黄)用于杀死果树的害虫。

②制黑火药：“一硫二硝三木炭”反应原理为：
S ＋2KNO 3＋3C=====点燃
K 2S ＋N 2↑＋3CO 2↑
③消除汞蒸气：实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉处理。

3 二氧化硫、三氧化硫 (1)SO 2的性质 ①物理性质 颜色 气味 毒性 密度 溶解性 无
刺激性
有毒
比空气大
易溶于水
②化学性质
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(1)二氧化硫中的硫元素为＋4价，处于中间价态，因此，SO 2既有氧化性，又有还原性，但主要表现还原性。

(2)SO 2能使溴水、酸性KMnO 4溶液褪色，体现了SO 2的还原性，而不是漂白性。

(3)SO 2与氢硫酸反应产生浑浊，体现了SO 2的氧化性。

(2)SO 3的性质 ①物理性质
熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃，常温下为液态，标准状况下为固态。

②化学性质
三氧化硫具有酸性氧化物的通性，主要反应如下： SO 3⎩⎪⎨⎪
⎧
与H 2O ：SO 3＋H 2O===H 2SO 4与碱性氧化物CaO ：SO 3＋CaO===CaSO 4
与碱[Ca OH 2]：SO 3＋Ca OH 2===CaSO 4＋H 2O
4 硫酸及硫酸根离子的检验 (1)硫酸的物理性质
①纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高，难挥发。

②溶解性：浓H 2SO 4与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热，浓H 2SO 4稀释的方法是：将浓H 2SO 4沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。

(2)稀H 2SO 4具有酸的通性
硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为H 2SO 4===2H ＋
＋SO 2－
4，能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。

(3)浓H 2SO 4具有的特性
①吸水性：常用作干燥剂，但不能干燥NH 3、H 2S 、HI 、HBr 等。

②脱水性：将有机物中的H 、O 元素按水的组成(H 、O 原子个数2∶1)比脱去，如蔗糖脱水生成炭黑。

③强氧化性
a ．氧化金属：浓硫酸可以氧化大多数金属(除Pt 和Au 外)，如铜在加热条件下与浓硫
酸的反应方程式：Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△
CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O 。

b ．浓硫酸能氧化某些非金属：如碳、硫、磷等。

如在加热条件下木炭与浓硫酸反应的
化学方程式：C ＋2H 2SO 4(浓)=====△
CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O 。

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(1)浓硫酸的强腐蚀性是脱水性、吸水性、强氧化性的综合表现。

(2)浓硫酸的还原产物一般是SO 2，但浓硫酸遇到强还原剂，会被还原生成H 2S 。

(3)常温下铁、铝遇冷的浓硫酸发生“钝化”，但加热时剧烈反应。

(4)稀H 2SO 4与浓H 2SO 4氧化性的比较 (5)SO 2－
3、SO 2－
4离子的检验 ①SO 2－3的检验方法
向溶液中加入盐酸，将产生的气体通入品红溶液中，红色褪去，相应的离子方程式为SO 2－
3＋2H ＋===SO 2↑＋H 2O ；加入氯化钡溶液生成白色沉淀，加入盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体，相应的离子方程式为SO 2－
3＋Ba 2＋
===BaSO 3↓，BaSO 3＋2H ＋
===Ba 2＋
＋SO 2↑＋H 2O 。

②SO 2－
4的检验方法 a ．原理
Ba 2＋
＋SO 2－
4===BaSO 4↓(白色)，BaSO 4具有不溶于稀盐酸、稀硝酸的特性。

b ．检验方法
待测液――→加入足量
稀盐酸酸化
无现象
――→
滴加BaCl 2溶液
有白色沉淀生成―→有SO 2－
4存在。

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(1)检验SO 2－
4时要防止其他离子的干扰。

①Ag ＋
干扰：用稀盐酸酸化防止Ag ＋
干扰，同理所用钡盐若是BaCl 2也要防止Ag ＋
干扰：
Ag＋＋Cl－===AgCl↓。

②CO2－3、SO2－3干扰：因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀。

但这些沉淀都溶于强酸，因此检验SO2－4时，必须用强酸——盐酸酸化(不能用硝酸、硫酸酸化)。

(2)钡盐的选择。

所用的钡盐不能是Ba(NO3)2，一般用BaCl2，因为在酸性条件下，SO2－3、HSO－3、SO2等会被溶液中的NO－3氧化为SO2－4，从而得出错误的结论。

1.思维辨析
(1)O2与O3互为同素异形体，它们之间的转化属于物理变化。

( )
(2)H2O2是绿色氧化剂，只有氧化性。

( )
(3)SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，体现了SO2的漂白性。

( )
(4)SO2与漂白粉的漂白原理相同。

( )
(5)Cu与硫粉加热条件下生成CuS。

( )
(6)浓H2SO4使胆矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末，体现了浓H2SO4的脱水性。

( )
(7)浓H2SO4具有强氧化性，不能用于干燥还原性气体SO2。

( )
(8)浓H2SO4与Cu、C的反应中，都体现了H2SO4的酸性和强氧化性。

( )
答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×
2．下列化学实验事实及解释都正确的是 ( )
A．向Na2SO3溶液中加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀出现，说明Na2SO3溶液已经变质
B．某溶液中加入盐酸产生无色气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该溶液中一定有CO2－3
C．某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加稀硝酸后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明该溶液中一定含有SO2－4
D．取少量久置的Na2SO3样品溶于水，加过量盐酸有气体产生，然后加BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明Na2SO3样品已部分变质
答案 D
解析在A中SO2－3被H＋、NO－3氧化生成SO2－4，故A错误；在B中可能为HCO－3、SO2－3、HSO－3，B错误；在C中可能为Ag＋，C错误。

[考法综述] 由于S元素的多种价态及各种化合物的相互转化内容丰富，也是氧化还原反应的重要素材。

命题空间广阔，且与生产、生活及社会实际联系紧密，是考查元素化合物知识的热点，同学们应熟练掌握SO2的性质，制法及相关实验，以及硫酸和硫的其他化合物的性质和用途。

命题法1 过氧化氢、臭氧的性质
典例1 H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。

某小组拟在同浓度Fe3＋的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。

限选试剂与仪器：30% H2O2、0.1 mol·L－1 Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。

(1)写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：____________________________________。

(2)设计实验方案：在不同H2O2浓度下，测定________________(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。

(3)设计实验装置，完成装置示意图。

(4)参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示)。

物理量
V[0.1 mol·L－1 Fe2(SO4)3]/mL ……
实验序号
1 a……
2 a……
[解析] (1)H2O2在Fe2(SO4)3作催化剂的条件下分解生成H2O和O2，在此反应中H2O2既作氧化剂也作还原剂。

(2)反应速率是单位时间内物质的量浓度的变化量，所以要测定不同浓度的H2O2对分解速率的影响，可以比较收集到相同体积氧气所需要的时间，或比较相同时间内收集到氧气的体积。

(3)收集并测量气体的体积，我们可以采用排水法收集氧气，但要用量筒代替集气瓶，可以直接读取气体的体积。

[答案] (1)
(2)收集到相同体积氧气所需要的时间(或相同时间内收集到氧气的体积)
(3)(答案合理即可)
(4)
【解题法】掌握H2O2与O2性质的类比方法
在认识过氧化氢时，可以联系对比过氧化钠，过氧化钠是离子化合物，过氧化氢是共价化合物，两者都具有氧化性和还原性，但一般作氧化剂使用。

在认识臭氧时，联系对比氧气，两者是同素异形体，都具有氧化性，臭氧比氧气更活泼，氧化性更强，易分解。

大气存在大量氧气，只存在极少量臭氧，这极少量臭氧对于地球非常重要。

命题法2 二氧化硫的特性
典例2 下列溶液中通入SO2一定不会产生沉淀的是( )
A．Ba(OH)2B．Ba(NO3)2
C．Na2S D．BaCl2
[解析] SO2与Ba(OH)2可以生成BaSO3沉淀，A错误；SO2通入Ba(NO3)2溶液中，NO－3在酸性条件下把SO2－3氧化为SO2－4，最终生成BaSO4白色沉淀，B错误；SO2通入Na2S中，生成淡黄色沉淀S，C错误；SO2与BaCl2不反应，D正确。

[答案] D
【解题法】二氧化硫参与反应的现象及性质对应关系
命题法3 SO2与CO2的鉴别及实验探究
典例3 某探究性学习小组利用图中装置设计实验，证明浓硫酸和木炭粉在加热条件下反应有SO2和CO2生成。

(1)实验室可观察到装置中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。

A瓶溶液的作用是________，B瓶溶液的作用是________，C瓶溶液的作用是________。

(2)装置D中所盛溶液是________，可验证的产物是________。

(3)若想同时验证另一种产物的存在，需使用的药品为________，该装置在整套装置中的位置是________，理由是_____________。

[解析] 要检验SO2，可以用品红溶液，要检验CO2，应该用澄清石灰水，但是SO2的存
在会干扰对CO2的检验，所以检验CO2时必须考虑先检验SO2并且要把它彻底除去。

另外生成物还有水蒸气也需要通过实验来验证。

因为在检验SO2、CO2时，必须经水溶液装置，会影响水蒸气的检验，因此，这三种产物的检验顺序必须是先检验H2O，再检验SO2，最后检验CO2，并且保证每种物质检验时均不受其他物质的干扰。

[答案] (1)验证产物中的SO2除去混合气体中的SO2验证SO2是否被B瓶溶液全部除去(2)澄清石灰水CO2(3)无水CuSO4A前气体通过A、B、C、D时会带出水蒸气，所以必须在A之前
【解题法】SO2与CO2的比较与鉴别
(1)二氧化硫与CO2的比较
(2)检验SO2气体中是否存在CO2气体的方法
气体―→品红溶液―→酸性KMnO4溶液―→
(证明有SO2) (除去SO2)
品红溶液―→澄清石灰水
(验证SO2是否除净) (检验CO2)
命题法4 浓H2SO4性质的考查及综合实验
典例4 工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。

为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动。

探究一
(1)甲同学将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是_________________________________________。

探究二
(2)另称取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。

乙同学取336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中，发生反应：
SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体2.33 g。

由此推知气体Y中SO2的体积分数为________。

分析上述实验中SO2体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。

为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)：
(3)装置B 中试剂的作用是________________。

(4)认为气体Y 中还含有Q 的理由是____________(用化学方程式表示)。

(5)为确认Q 的存在，需在装置中添加M 于________(选填序号)。

a ．A 之前 B ．A ～B 间 c ．B ～C 间
D ．C ～D 间
(6)如果气体Y 中含有H 2，预计实验现象应是_______________。

[解析] (1)铁钉放入冷浓H 2SO 4中发生钝化，表面形成氧化膜，与CuSO 4不再反应。

(2)由SO 2～H 2SO 4～BaSO 4知
n (SO 2)＝n (BaSO 4)＝0.01 mol ，
SO 2体积分数为0.01 mol×22.4 L·mol －1
0.336 L
×100%＝66.7%。

(4)因铁钉是碳素钢，含有碳单质，加热时被浓H 2SO 4氧化生成CO 2，随着反应的进行，浓H 2SO 4变为稀H 2SO 4，与Fe 反应生成H 2。

为了防止SO 2干扰CO 2，B 中试剂是检验SO 2是否除尽。

(5)为了检验CO 2存在，应在完全除尽SO 2以后添加M ，即B ～C 间。

(6)H 2还原CuO 生成H 2O ，H 2O 遇无水CuSO 4变蓝。

[答案] (1)铁钉表面被钝化(或其他合理答案) (2)66.7%(或其他合理答案) (3)检验SO 2是否除尽
(4)C ＋2H 2SO 4(浓)=====△
CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O (5)c
(6)D 中固体由黑变红和E 中固体由白变蓝
【解题法】 浓H 2SO 4与金属、非金属反应的规律
(1)浓硫酸具有强氧化性，能够和除Au 、Pt 以外的大多数金属发生反应
①在常温下，浓硫酸和金属活动顺序表中H 后的金属不反应，加热才能反应，一般生成相应的硫酸盐和SO 2。

当随着反应的进行，浓硫酸变成稀硫酸时，反应自行停止，如Cu ＋
2H 2SO 4(浓)=====△
CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O 。

当浓硫酸足量时，每2 mol 浓硫酸能得到1 mol SO 2，而当Cu 足量时，2 mol 浓硫酸不能完全反应，得到的SO 2的物质的量小于1 mol 。

②在常温下，浓硫酸和金属活动顺序表中H 前的金属(Al 、Fe 除外)发生反应。

当还是
浓硫酸时，H 2SO 4的还原产物是SO 2，当浓硫酸变成稀硫酸时，H 2SO 4的还原产物是H 2。

如Zn 在常温下和浓硫酸反应的过程依次为Zn ＋2H 2SO 4(浓)===ZnSO 4＋SO 2↑＋2H 2O 和Zn ＋H 2SO 4===ZnSO 4＋H 2↑。

③常温下，浓硫酸能够使Al 和Fe 发生钝化，但是在加热时能够剧烈反应生成SO 2，如
2Al ＋6H 2SO 4(浓)=====△
Al 2(SO 4)3＋3SO 2↑＋6H 2O 。

(2)浓硫酸与不活泼金属或非金属反应的有关规律 ①反应要加热，否则不反应。

②还原产物一般是SO 2，一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态的氧化物或含氧酸。

③浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。

④浓硫酸与不活泼金属反应时，随着反应的进行，硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止。

命题法5 硫及其化合物间的相互转化
典例5 在下列物质转化中，A 是一种正盐，D 的相对分子质量比C 的相对分子质量大16，E 是酸，当X 无论是强酸还是强碱时，都有如下转化关系。

A ――→X
B ――→Y
C ――→Y
D ――→Z
E
当X 是强酸时，A 、B 、C 、D 、E 均含同一种元素；当X 是强碱时，A 、B 、C 、D 、E 均含另外同一种元素。

请回答下列问题：
(1)A 是________，Y 是________，Z 是________。

(2)当X 是强酸时，E 是________，写出B→C 的化学方程式：__________________________________________________________。

(3)当X 是强碱时，E 是________，写出B→C 的化学方程式：__________________________________________________________。

[解析] 由D 的相对分子质量比C 的相对分子质量大16，易联想D 与C 相比，分子增加1个氧原子，则D 可能是氧化物。

E 为酸，则E 应为含氧酸，而Y 是能提供“O”的物质，A 为正盐，与碱反应生成的物质能连续两次被氧化，最后得到一种含氧酸，可推知，A 可能
是铵盐：A ――→OH
－
NH 3――→[O]NO ――→[O]NO 2――→H 2O
HNO 3。

而A 与强酸反应时，生成的物质也能连续两
次被氧化，最后生成含氧酸，则A 可能为硫化物(含S 2－
)：A ――→H
＋
H 2S ――→[O]SO 2――→[O]SO 3――→H 2O
H 2SO 4。

综上所述，可确定A 是(NH 4)2S 。

[答案] (1)(NH 4)2S O 2 H 2O (2)H 2SO 4 2H 2S ＋3O 2=====点燃
2SO 2＋2H 2O (3)HNO 3 4NH 3＋5O 2=====催化剂
△
4NO ＋6H 2O
【解题法】 硫元素价态转化规律及发生连续氧化的常见物质 (1)硫元素价态的转化规律 ①邻位价态转化规律
a.S －2
是硫元素的最低价态，只有还原性。

它与氧化剂反应，其价态一般会升至相邻的价
态(S 0
)。

如
H 2S －2
＋2FeCl 3===2HCl ＋2FeCl 2＋S 0
↓
b ．S 能发生自身氧化还原反应，在反应时分别升至和降至与其相邻的价态。

如
3S 0
＋6KOH===2K 2S －2
＋K 2S ＋4
O 3＋3H 2O
c.S 0
和S ＋4
处于中间价态，既有氧化性又有还原性。

与弱氧化剂作用时，被氧化成相邻的高价态；与弱还原剂作用时，被还原成相邻的低价态。

如
H 2S －2
O 2不足H 2
△S 0
O 2H 2S
S ＋4
O 2――→O 2
或NO 2
S ＋6
O 3
2S ＋4
O 2＋O 2
V 2O 5△
2S ＋6
O 3
S ＋4
O 2＋2H 2S －2
===3S 0
↓＋2H 2O
d.S ＋6
是硫元素的最高价态，只有氧化性。

遇到还原剂时，其价态一般降至相邻的价态(S ＋4
)。

如
Cu ＋2H 2S ＋6
O 4(浓)=====△
CuSO 4＋S ＋4
O 2↑＋2H 2O ②跳位转化规律
S －2和S 0
遇到强氧化剂时，价态会发生跳位转化。

如
S 0
――→浓硝酸
S ＋6 S －2
――→浓硝酸
S ＋6
(2)在解答框图推断题中，若能符合A ――→O 2
B ――→O 2
C ――→H 2O
D 转化关系，常见的有
①H 2S(S ，FeS 2)――→O 2
SO 2――→O 2
SO 3――→H 2O
H 2SO 4，
②NH 3(N 2)――→O 2
NO ――→O 2
NO 2――→H 2O
HNO 3，
③C――→O 2
CO ――→O 2
CO 2――→H 2O
H 2CO 3，
④Na――→O 2
Na 2O ――→O 2
Na 2O 2――→H 2O
NaOH ，
⑤Fe――→O 2
FeO ――→O 2
Fe 2O 3，
另外，有机反应中有醇――→O 2
醛――→O 2
羧酸。

1．下列说法正确的是( )
A ．I 的原子半径大于Br ，HI 比HBr 的热稳定性强
B ．P 的非金属性强于Si ，H 3PO 4比H 2SiO 3的酸性强
C ．Al 2O 3和MgO 均可与NaOH 溶液反应
D ．SO 2和SO 3混合气体通入Ba(NO 3)2溶液可得到BaSO 3和BaSO 4 答案 B
解析 根据同主族元素性质的递变规律，HI 的热稳定性弱于HBr ，A 项错误；元素非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，故H 3PO 4的酸性强于H 2SiO 3，B 项正确；MgO 不能与NaOH 溶液反应，C 项错误；SO 2通入Ba(NO 3)2溶液中，酸性条件下，SO 2被NO －
3氧化为SO 2－
4，最终得到沉淀BaSO 4，D 项错误。

2．下列五种有色溶液与SO 2作用均能褪色，其实质相同的是 ( )
①品红溶液 ②酸性KMnO 4溶液 ③溴水 ④滴有酚酞的NaOH 溶液 ⑤含I 2的淀粉溶液
A ．①④
B ．①②③
C ．②③⑤
D ．③④⑤
答案 C
解析②③⑤中溶液褪色都是由于SO2的还原性，C项正确。

3．某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1 mol·L－1的Ba(NO3)2溶液中，得到了BaSO4沉淀。

为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2，该小组提出了如下假设：假设一：溶液中的NO－3
假设二：溶液中溶解的O2
(1)验证假设一
该小组设计实验验证了假设一。

请在下表空白处填写相关实验现象。

实验步骤实验现象结论实验1：在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol·L
－1 BaCl
2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2
气体________
假设一成
立
实验2：在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol·L
－1 Ba(NO
3)2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的
SO2气体
________
(2)为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液pH随通入SO2体积的变化曲线如图。

实验1中溶液pH变小的原因是________________；V1时，实验2中溶液pH小于实验1的原因是(用离子方程式表示)__________ __。

(3)验证假设二
请设计实验验证假设二，写出实验步骤、预期现象和结论。

实验步骤、预期现象和结论不要求写具体操作过程
(4)若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计，充分反应后两溶液的pH前者________(填“大于”或“小于”)后者，理由是____________。

答案(1)无明显现象有白色沉淀
(2)SO2溶于水生成H2SO33SO2＋2NO－3＋2H2O===3SO2－4＋4H＋＋2NO(或3H2SO3＋2NO－3===3SO2－4＋4H＋＋2NO＋H2O)
3实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程)：
实验1作为参照实验
实验3：将纯净的SO 2气体缓慢通入未经脱O 2处理的25 mL 0.1 mol·L －1
BaCl 2溶液中，若有白色沉淀，表明假设二成立，否则不成立
(4)小于 反应的离子方程式表明，足量的O 2和NO －
3分别氧化相同的H 2SO 3，生成H ＋
的物质的量前者多于后者
(本题部分小题属于开放性试题，合理答案均给分)
解析 (1)实验1中SO 2不与BaCl 2溶液反应，即无明显现象，实验2中生成BaSO 4沉淀，即有白色沉淀生成。

(2)实验1中不断通入SO 2，SO 2与水化合生成H 2SO 3且浓度逐渐增大，从而导致溶液的pH 逐渐减小，实验2中SO 2会被NO －
3氧化生成SO 2－
4，同时有大量H ＋
产生，反应的离子方程式为3SO 2＋2NO －
3＋2H 2O===3SO 2－
4＋4H ＋＋2NO 。

(4)反应的离子方程式分别为O 2＋2H 2SO 3===4H ＋
＋2SO 2－
4，3H 2SO 3＋2NO －
3===3SO 2－
4＋4H ＋
＋2NO ＋H 2O ，则1 mol H 2SO 3完全被O 2氧化，产生2 mol H ＋
；而1 mol H 2SO 3完全被NO －
3氧化，产生43 mol H ＋。

即足量的O 2和NO －3分别氧化相同的亚硫酸，生成H ＋
的物质的量前者多于后
者，所以两溶液的pH 前者小于后者。