Question

[2012·西安交大附中一模]（10分）在学习了硝酸的强氧化性后，某学习小组进行了浓硝酸和硫单质反应的实验探究。他们根据氧化还原反应原理推测硫的氧化产物，提出三种假设：
I．只有H₂SO₄；
II．只有SO₂；
III．SO₂和H₂SO₄都有。
为了探究是哪一种情况，他们设计了下列实验流程及步骤：

①混合气体用水全部吸收后，测得无含硫、含氮化合物逸出，并将吸收液配成100.00mL溶液。
②取①中所得溶液20.00mL，加足量BaCl₂溶液得白色沉淀0.466 g。
③再取20.00mL①中所得溶液，用NaOH溶液中和，恰好用去0.6 mol/LNaOH溶液30.00 mL。
请回答下列问题：
（1）混合气体中NO₂气体被水充分吸收的反应方程式为__________      ____。
（2）①中配制溶液所用到的玻璃仪器除烧杯、量筒外还有______________；配制的100.00 mL溶液中H⁺的物质的量浓度是__________。
（3）收集到的气体中含有____        ___，假设_______(填“I、II或III”）成立；该实验中浓硝酸和硫反应的化学方程式为_____________________。

Answer 1

（10分）（1）4NO₂＋O₂＋2H₂O＝4HNO₃
（2）玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管  0.9mol/L
（3）NO₂和SO₂   III  14HNO₃(浓) + 3S2SO₂↑+ H₂SO₄ + 14NO₂ ↑+ 6H₂O

（2）c(H⁺)＝＝0.9mol/L。
（3）SO₂   ～    H₂SO₄  ～ BaSO₄
1mol         1mol       233g
0.002mol     0.002mol   0.466g
n(H⁺)＝n(HNO₃)＋2 n(H₂SO₄)＝n(HNO₃)＋2×0.002mol＝0.9mol/L×20.00×10^-3L
解得n(HNO₃) ＝0.014mol，n(NO₂)＝n(HNO₃) ＝0.014mol
生成0.014mol NO₂，N原子得到电子的物质的量为0.014mol；而生成0.002mol SO₂，S原子失去电子的物质的量为0.008mol，根据电子守恒可知，氧化产物还应有H₂SO₄，其物质的量为（0.014mol﹣0.008mol）/6＝0.001mol，再据原子守恒可写出该反应的化学方程式为：14HNO₃(浓) + 3S2SO₂↑+ H₂SO₄ + 14NO₂ ↑+ 6H₂O。