题目内容

15．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NO2（或A）．
写出A烧杯中发生反应的化学方程式：3NO2+H2O═2HNO3+NO．
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：4NO2+O2+2H2O═4HNO3．
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$\frac{1}{a}$mol/L．
（3）实验前在F装置的水槽里滴加几滴紫色石蕊试液，观察到的现象是紫色石蕊试液变红，通入氧气后，可能观察到的实验现象是红色由浅变深，写出反应的化学方程式：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4．
（4）溶液充满集气瓶后，在E装置的水槽里滴加硝酸钡溶液，写出有关反应的离子方程式SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+Cl-、SO42-+Ba2+=BaSO4↓．

分析 （1）二氧化硫、二氧化碳的溶解度不大，而二氧化氮水发生氧化还原反应，其溶解度最大；三种气体溶于水得到的溶液均为酸溶液；
（2）①D中二氧化氮、水、氧气反应生成硝酸；
②水会充满集气瓶，结合c=$\frac{n}{V}$计算；
（3）F装置中二氧化硫与水反应生成亚硫酸，溶液显酸性，再通入氧气，发生2SO2+O2+2H2O=H2SO4，酸性增强；
（4）E装置发生SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，再滴加硝酸钡溶液，生成硫酸钡沉淀．

解答 解：（1）从图A、B、C的实验结果分析，试管里液面上升越高，表明相同条件下气体在水中溶解度越大；根据A中剩余气体的体积可以判断是二氧化氮溶于水发生反应生成NO：3NO2+H2O═2HNO3+NO，
故答案为：NO2（或A）；3NO2+H2O═2HNO3+NO；
（2）①装置D中发生的反应有：3NO2+H2O═2HNO3+NO、2NO+O2═2NO2，相加得总反应方程式：4NO2+O2+2H2O═4HNO3，
故答案为：4NO2+O2+2H2O═4HNO3；
②水会充满集气瓶，设集气瓶体积为VL，最后溶液的体积为VL，由4NO2+O2+2H2O═4HNO3知，n（NO2）=n（HNO3），则所得溶液溶质的物质的量浓度为c=$\frac{n}{V}$=$\frac{\frac{VL}{amol/L}}{VL}$=$\frac{1}{a}$mol/L，
故答案为：$\frac{1}{a}$mol/L；
（3）F装置中二氧化硫与水反应生成亚硫酸，溶液显酸性，滴加几滴紫色石蕊试液，观察到的现象是紫色溶液变红，再通入氧气，发生2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，酸性增强，红色由浅变深．
故答案为：紫色石蕊试液变红；红色由浅变深；2SO2+O2+2H2O=2H2SO4；
（4）E装置发生SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，离子反应为：SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+Cl-，再滴加硝酸钡溶液，观察到生成硫酸钡白色沉淀，离子反应为：SO42-+Ba2+=BaSO4↓，
故答案为：SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+Cl-、SO42-+Ba2+=BaSO4↓．

点评 本题考查性质实验方案的设计，为高频考点，题目难度中等，把握物质的性质及实验设计中发生的反应为解答的关键，侧重分析能力与实验能力的综合考查．

练习册系列答案
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1．25℃时，将0.05mol Na2CO3固体溶于水配成100mL溶液，向溶液中加入下列物质．有关结论正确的是
（　　）
加入的物质结论
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C50mL H2Oc（Na+）=2[c（CO32-）+c（HCO3-）]
D0.1mol NaHSO4反应完全后，溶液pH减小，c （Na+）不变
A．AB．BC．CD．D
2．一定量的苯的同系物A[符合通式CmH2m-6（m≥6）]完全燃烧，生成的气体通过浓硫酸后，浓硫酸增重5.4克，再通过KOH溶液后，KOH溶液增重19.8克，（设浓硫酸和KOH溶液完全吸收燃烧后的产物）．
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3．下列关于氯的说法正确的是（　　）
A．Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂
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20．日本福岛核电站的核原料铀235（235 92U）裂变释放出具有放射性的碘131（53131I）和铯137（55137Cs），下列说法正确的是（　　）
A．127I与131I互为同素异形体B．137Cs的核电荷数为137
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7．有机化学反应因反应条件不同，可生成不同的有机产品．例如：
（1）（X为卤素原子）
（2）苯的同系物与卤素单质混合，若在光照条件下，侧链上氢原子被卤素原子取代；若在催化剂作用下，苯环上的氢原子被卤素原子取代．工业上利用上述信息，按下列路线合成结构简式为的物质，该物质是一种香料．

（1）①的反应类型为加成反应，D分子中官能团的名称为羟基．
（2）1molB与氢气反应，消耗氢气最多的物质的量是4mol．
（3）A为两种物质形成的混合物，写出它们的结构简式．
（4）写出下列反应的化学方程式（有机物写结构简式，并注明反应条件）：
反应④．
反应⑤．
4．实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示（省略夹持和净化装置）．用此装置和表中提供的物质能完成相关实验的是（　　）
选项a中物质b中物质c中的气体d中物质
A浓氨水CaONH3H2O
B稀硝酸CuNOH2O
C硫酸Na2CO3CO2NaOH溶液
D浓盐酸MnO2Cl2NaOH溶液
A．AB．BC．CD．D
5．某无色强酸溶液中，能大量共存的离子组是（　　）
A．NH4+、NO3-、Al3+、K+B．Na+、NO3-、S2-、K+
C．MnO4-、SO32-、Na+、K+D．HCO3-、SO42-、Na+、K+

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