Question

【題目】（題文）為了探究三種氣態氧化物（SO2、NO2、CO2）的性質，某同學設計了一組實驗：

（1）實驗一：探究三種氣體在水中的溶解性，用三支相同的試管收集滿三種氣體，倒置在盛滿水的燒杯中，一段時間后，觀察到的現象如圖A，B，C所示。

（i）在相同條件下，三種氣體在水中溶解度最大的是_____，寫出A燒杯中發生反應的化學方程式：________。

（2）實驗二：用三只集氣瓶收集滿二氧化硫、二氧化氮氣體，然后將其倒置在水槽中．分別緩慢通入適量O2或Cl2，如圖D，E，F所示．一段時間后，D，E裝置的集氣瓶中充滿溶液，F裝置的集氣瓶中還有氣體剩余。

（ii）實驗二中裝置D的集氣瓶最終充滿溶液（假設瓶內液體不擴散）：

①寫出裝置D中總反應的化學方程式：________。

②假設該實驗條件下，氣體摩爾體積為aLmol﹣1，則裝置D的集氣瓶中所得溶液溶質的物質的量濃度為_____。

（iii）實驗前在F裝置的水槽里滴加幾滴紫色石蕊試液，觀察到的現象是________，通入氧氣后，可能觀察到的實驗現象是________，寫出反應的化學方程式：________。

（iv）溶液充滿集氣瓶后，在E裝置的水槽里滴加硝酸鋇溶液，寫出有關反應的離子方程式________。

Answer 1

【答案】NO2（或A）；3NO2+H2O═2HNO3+NO4NO2+O2+2H2O═4HNO3mol/L紫色石蕊試液變紅；紅色由淺變深2SO2+O2+2H2O=2H2SO4SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42﹣+Cl﹣SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓

【解析】

（i）二氧化硫、二氧化碳的溶解度不大，而二氧化氮水發生氧化還原反應，其溶解度最大；三種氣體溶于水得到的溶液均為酸溶液；（ii）①D中二氧化氮、水、氧氣反應生成硝酸；②水會充滿集氣瓶，結合c=計算；（iii）F裝置中二氧化硫與水反應生成亞硫酸，溶液顯酸性，再通入氧氣，發生2SO2+O2+2H2O=H2SO4，酸性增強；（iv）E裝置發生SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，再滴加硝酸鋇溶液，生成硫酸鋇沉淀。

（1）（i）從圖A、B、C的實驗結果分析，試管里液面上升越高，表明相同條件下氣體在水中溶解度越大；根據A中剩余氣體的體積可以判斷是二氧化氮溶于水發生反應生成NO：3NO2+H2O═2HNO3+NO，故答案為：NO2（或A）；3NO2+H2O═2HNO3+NO；（2）（ii）①裝置D中發生的反應有：3NO2+H2O═2HNO3+NO、2NO+O2═2NO2，相加得總反應方程式：4NO2+O2+2H2O═4HNO3，故答案為：4NO2+O2+2H2O═4HNO3；②水會充滿集氣瓶，設集氣瓶體積為VL，最后溶液的體積為VL，由4NO2+O2+2H2O═4HNO3知，n（NO2）=n（HNO3），則所得溶液溶質的物質的量濃度為c===mol/L，故答案為：mol/L；（iii）F裝置中二氧化硫與水反應生成亞硫酸，溶液顯酸性，滴加幾滴紫色石蕊試液，觀察到的現象是紫色溶液變紅，再通入氧氣，發生2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，酸性增強，紅色由淺變深，故答案為：紫色石蕊試液變紅；紅色由淺變深；2SO2+O2+2H2O=2H2SO4；（iv）E裝置發生SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，離子反應為：SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42﹣+Cl﹣，再滴加硝酸鋇溶液，觀察到生成硫酸鋇白色沉淀，離子反應為：SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓，故答案為：SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42﹣+Cl﹣、SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓。