Question

为了探究三种气态氧化物(SO₂、NO₂、CO₂)的性质，某同学设计了一组实验：
实验一：探究三种气体在水中的溶解性，用三支相同的试管收集满三种气体，倒置在盛满水的烧杯中，一段时间后，观察到的现象如图A、B、C所示。

（1）在相同条件下，三种气体在水中溶解度最大的是________（写化学式）写出A烧杯中发生反应的化学方程式：____                       。如果在三只烧杯中分别滴几滴紫色石蕊试液，可观察到的现象是_____________________          。
实验二：用三只集气瓶收集满二氧化硫、二氧化氮气体，然后将其倒置在水槽中。分别缓慢通入适量O₂或Cl₂，如图D、E、F所示。一段时间后，D、E装置的集气瓶中充满溶液，F装置的集气瓶中还有气体剩余。

（2）实验二中装置D的集气瓶最终充满溶液(假设瓶内液体不扩散)：
①写出装置D中总反应的化学方程式：
_______________________________________________。
②假设该实验条件下，气体摩尔体积为a L·mol^－1。则装置D的集气瓶中所得溶液溶质的物质的量浓度为____________________。
（3） 写出实验F通入氧气后，发生反应的化学方程式：____________________________。
（4）溶液充满集气瓶后，在E装置的水槽里滴加硝酸钡溶液，可能观察到的现象为________，用有关的离子方程式解释原因：________________________。

Answer 1

（1）NO₂
3NO₂＋H₂O=2HNO₃＋NO   溶液都变红色
（2）①4NO₂＋O₂＋2H₂O=4HNO₃   ②1/a mol·L^－1
（3） 2SO₂＋O₂＋2H₂O=2H₂SO₄
（4）出现白色沉淀     Cl₂＋SO₂＋2H₂O=2Cl^－＋SO＋4H^＋     Ba^2＋＋SO=BaSO₄↓

试题分析：（1）NO₂在水中的溶解度最大；A试管剩余气体的体积为试管体积的1/3，所以A中气体为NO₂，NO₂与H₂O反应的方程式为：3NO₂＋H₂O=2HNO₃＋NO；SO₂与H₂O反应生成H₂SO₃，NO₂与H₂O反应生成HNO₃，CO₂与水反应生成H₂CO₃，都显酸性，滴入石蕊试液变红。
（2）①由3NO₂＋H₂O=2HNO₃＋NO和2NO+O₂=2NO₂，可推出总反应化学方程式为：4NO₂＋O₂＋2H₂O=4HNO₃
②设集气瓶的体积为VL，则充满的NO₂也为VL，HNO₃的浓度为：VL÷aL/mol÷VL=1/a mol·L^－1。
（3）O₂氧化SO₂，化学方程式为： 2SO₂＋O₂＋2H₂O=2H₂SO₄
（4）Cl₂在H₂O存在的条件下把SO₂氧化，生成SO₄²?，SO₄²?与Ba²⁺反应生成BaSO₄沉淀，试液现象为：出现白色沉淀；反应的离子方程式为：Cl₂＋SO₂＋2H₂O=2Cl^－＋SO＋4H^＋ Ba^2＋＋SO=BaSO₄↓。