Question

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实验所得气体折算成标准状况为1.792L．
②混合气体用水吸收后，测得无含硫、含氮化合物逸出，并将吸收液配成100.00mL溶液．
③取②中所得溶液20.00mL，加足量BaCl₂溶液得白色沉淀0.466g．
④再取20.00mL②中所得溶液，用NaOH溶液中和，恰好用去0.6mol/LNaOH溶液30.00mL．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）②中配制溶液所用到的玻璃仪器除烧杯、量筒外还有

 

．
（3）收集到的气体中含有

 

，假设

 

 （填“Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ”）成立．
（4）配制的100.00mL溶液中H⁺的物质的量浓度是

 

，该实验中浓硝酸和硫反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

分析：①收集到的总气体的物质的量为

1.792L

22.4L/mol

=0.08mol，
③取②中所得溶液20.00mL，加足量BaCl₂溶液得白色沉淀0.466g，沉淀为硫酸钡，n（SO₂）=n（BaSO₄）=

0.466g

233g/mol

=0.002mol，则①中n（SO₂）=0.002mol×5=0.01mol，
④再取20.00mL②中所得溶液，用NaOH溶液中和，恰好用去0.6mol/LNaOH溶液30.00mL，n（H⁺）=0.018mol，则②中n（H⁺）=0.018mol×5=0.09mol，以此来解答．

解答：解：①收集到的总气体的物质的量为

1.792L

22.4L/mol

=0.08mol，
③取②中所得溶液20.00mL，加足量BaCl₂溶液得白色沉淀0.466g，沉淀为硫酸钡，n（SO₂）=n（BaSO₄）=

0.466g

233g/mol

=0.002mol，则①中n（SO₂）=0.002mol×5=0.01mol，
④再取20.00mL②中所得溶液，用NaOH溶液中和，恰好用去0.6mol/LNaOH溶液30.00mL，n（H⁺）=0.018mol，则②中n（H⁺）=0.018mol×5=0.09mol，
（1）混合气体中NO₂气体被水充分吸收的反应方程式为4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，故答案为：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；
（2）配制溶液，除烧杯、量筒外还有玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管，故答案为：玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管；
（3）由上述分析可知，S反应得到0.01molSO₂，失去电子数为0.04mol，而HNO₃反应得到0.07molNO₂得到电子数为0.07mol 失去电子数还太少，所以原产物中一定会生成H₂SO₄，并且可以得出S反应生成H₂SO₄转移的电子数为0.03mol，即得到H₂SO₄的物质的量0.005mol，即SO₂和H₂SO₄都有，
故答案为：NO₂和SO₂；III；
（4）由上述分析可知，n（H⁺）=0.09mol，则c（H⁺）=

0.09mol

0.1L

=0.9mol/L，该实验中浓硝酸和硫反应的化学方程式为14HNO₃（浓）+3S

△   .

2SO₂↑+H₂SO₄+14NO₂↑+6H₂O，故答案为：0.9mol/L；14HNO₃（浓）+3S

△   .

2SO₂↑+H₂SO₄+14NO₂↑+6H₂O．

点评：本题考查含硫物质的氧化还原反应，明确产物的物质的量计算及电子守恒为解答的关键，侧重学生知识迁移能力的考查，题目难度中等，（3）为解答的难点．