Question

【題目】為了探究幾種氣態(tài)氧化物的性質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)：用三只集氣瓶收集二氧化硫、二氧化氮?dú)怏w，倒置在水槽中。然后，分別緩慢通入適量氧氣或氯氣，如圖所示。一段時間后，A、B裝置中集氣瓶充滿溶液，C裝置中集氣瓶里還有氣體。

(1)如果裝置A中通入的氧氣恰好使液體充滿集氣瓶，假設(shè)瓶內(nèi)液體不擴(kuò)散。

①寫出A中總反應(yīng)的化學(xué)方程式：________；該實(shí)驗(yàn)對工業(yè)上生產(chǎn)硝酸的啟示是________。

②假設(shè)該實(shí)驗(yàn)條件下，氣體摩爾體積為aL·mol－1，集氣瓶中溶液的物質(zhì)的量濃度為________。

(2)實(shí)驗(yàn)前在C水槽里滴加幾滴紫色石蕊試液，通入氧氣前后，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變化可能為___________；寫出化學(xué)方程式：________，溶液充滿集氣瓶后，在B水槽里滴加硝酸鋇溶液，可能觀察到的現(xiàn)象為___________；寫出所有反應(yīng)的離子方程式：_________；證明B水槽反應(yīng)后溶液里有氯離子的操作方法是______________。

Answer 1

【答案】4NO2+O2+2H2O=4HNO3 在吸收塔里充入足量空氣 mol/L 紅色由淺變深 2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4 出現(xiàn)白色沉淀 Cl2+SO2+2H2O=2Cl-+SO42-+4H＋，Ba2＋+SO42-=BaSO4↓ 取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，向試管里加入過量的硝酸鋇溶液，待沉淀完全后，靜置，取上層清液加硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明原溶液中含有Cl-。

【解析】

(1)①A中NO2與H2O反應(yīng)產(chǎn)生HNO3和NO，NO與通入的O2反應(yīng)產(chǎn)生NO2，再發(fā)生第一個反應(yīng)，循環(huán)往復(fù)，最終完全轉(zhuǎn)化為HNO3；可根據(jù)該反應(yīng)制取HNO3。

②結(jié)合n=計(jì)算氣體的物質(zhì)的量，然后根據(jù)物質(zhì)的量濃度定義式c=計(jì)算溶液的濃度；

(2)C裝置中二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸，再通入氧氣，發(fā)生反應(yīng)2H2SO3+O2=2H2SO4；

B裝置中氯氣在溶液中將二氧化硫氧化成硫酸。

(1)①A瓶中發(fā)生的反應(yīng)有：3NO2+H2O=2HNO3+NO，2NO+O2=2NO2，將第一個反應(yīng)方程式擴(kuò)大2倍與第二個化學(xué)方程式相加，整理，可得總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4NO2+O2+2H2O=4HNO3。工業(yè)上利用二氧化氮與水反應(yīng)制硝酸，為了使原料充分利用，不排放大氣污染物NO，應(yīng)向吸收塔(向二氧化氮中)通入足量空氣，使氮的氧化物全部轉(zhuǎn)化成硝酸。

②設(shè)A裝置中集氣瓶體積為VL，二氧化氮?dú)怏w體積為VL，n(NO2)=＝mol，最后充滿液體，所以硝酸溶液體積為VL，c(HNO3)=＝mol·L－1。

(2)C瓶中二氧化硫易溶于水，與水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生亞硫酸，亞硫酸是中強(qiáng)酸，電離產(chǎn)生H+，使溶液顯酸性，紫色石蕊試液變?yōu)榧t色，當(dāng)再通入氧氣反應(yīng)后，發(fā)生反應(yīng)：2H2SO3+O2=2H2SO4，生成強(qiáng)酸硫酸，導(dǎo)致溶液紅色變深。

B裝置中氯氣在水中將二氧化硫氧化成硫酸，Cl2+SO2+2H2O=2Cl-+SO42-+4H+，加入硝酸鋇溶液，發(fā)生離子反應(yīng)：Ba2++SO42-=BaSO4↓，看到溶液中產(chǎn)生白色沉淀，由于B裝置中含有大量的SO42-、Cl-，SO42-、Cl-都會與Ag+反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，試液檢驗(yàn)氯離子前要除去SO42-。方法是：取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，向試管里加入過量的硝酸鋇溶液，待沉淀完全后，靜置，取上層清液加硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明原溶液中含有Cl-。