Question

【题目】为了探究几种气态氧化物的性质，某同学设计了以下实验：用三只集气瓶收集二氧化硫、二氧化氮气体，倒置在水槽中。然后，分别缓慢通入适量氧气或氯气，如图所示。一段时间后，A、B装置中集气瓶充满溶液，C装置中集气瓶里还有气体。

(1)如果装置A中通入的氧气恰好使液体充满集气瓶，假设瓶内液体不扩散。

①写出A中总反应的化学方程式：________；该实验对工业上生产硝酸的启示是________。

②假设该实验条件下，气体摩尔体积为aL·mol－1，集气瓶中溶液的物质的量浓度为________。

(2)实验前在C水槽里滴加几滴紫色石蕊试液，通入氧气前后，实验现象变化可能为___________；写出化学方程式：________，溶液充满集气瓶后，在B水槽里滴加硝酸钡溶液，可能观察到的现象为___________；写出所有反应的离子方程式：_________；证明B水槽反应后溶液里有氯离子的操作方法是______________。

Answer 1

【答案】4NO2+O2+2H2O=4HNO3 在吸收塔里充入足量空气 mol/L 红色由浅变深 2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4 出现白色沉淀 Cl2+SO2+2H2O=2Cl-+SO42-+4H＋，Ba2＋+SO42-=BaSO4↓ 取少量反应后的溶液于试管中，向试管里加入过量的硝酸钡溶液，待沉淀完全后，静置，取上层清液加硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则说明原溶液中含有Cl-。

【解析】

(1)①A中NO2与H2O反应产生HNO3和NO，NO与通入的O2反应产生NO2，再发生第一个反应，循环往复，最终完全转化为HNO3；可根据该反应制取HNO3。

②结合n=计算气体的物质的量，然后根据物质的量浓度定义式c=计算溶液的浓度；

(2)C装置中二氧化硫与水反应生成亚硫酸，再通入氧气，发生反应2H2SO3+O2=2H2SO4；

B装置中氯气在溶液中将二氧化硫氧化成硫酸。

(1)①A瓶中发生的反应有：3NO2+H2O=2HNO3+NO，2NO+O2=2NO2，将第一个反应方程式扩大2倍与第二个化学方程式相加，整理，可得总反应的化学方程式为：4NO2+O2+2H2O=4HNO3。工业上利用二氧化氮与水反应制硝酸，为了使原料充分利用，不排放大气污染物NO，应向吸收塔(向二氧化氮中)通入足量空气，使氮的氧化物全部转化成硝酸。

②设A装置中集气瓶体积为VL，二氧化氮气体体积为VL，n(NO2)=＝mol，最后充满液体，所以硝酸溶液体积为VL，c(HNO3)=＝mol·L－1。

(2)C瓶中二氧化硫易溶于水，与水发生反应产生亚硫酸，亚硫酸是中强酸，电离产生H+，使溶液显酸性，紫色石蕊试液变为红色，当再通入氧气反应后，发生反应：2H2SO3+O2=2H2SO4，生成强酸硫酸，导致溶液红色变深。

B装置中氯气在水中将二氧化硫氧化成硫酸，Cl2+SO2+2H2O=2Cl-+SO42-+4H+，加入硝酸钡溶液，发生离子反应：Ba2++SO42-=BaSO4↓，看到溶液中产生白色沉淀，由于B装置中含有大量的SO42-、Cl-，SO42-、Cl-都会与Ag+反应产生白色沉淀，试液检验氯离子前要除去SO42-。方法是：取少量反应后的溶液于试管中，向试管里加入过量的硝酸钡溶液，待沉淀完全后，静置，取上层清液加硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则说明原溶液中含有Cl-。