Question

【题目】SO2、NO2能形成酸雨，某同学以它们为主题设计了两组实验：

（实验一）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A、B、C所示。一段时间后，A、B装置的集气瓶中充满溶液（假设瓶内液体不扩散），C装置的集气瓶中还有气体剩余(考虑液体的扩散) 。

（1）写出装置A中总反应的化学方程式_____________________________，假设该实验条件下，气体摩尔体积为a L/mol，则装置A的集气瓶中所得溶液溶质的物质的量浓度为______________。

（2）写出B装置的溶液充满集气瓶时，有关反应的离子方程式_______________。

（3）实验前在C装置的水槽里滴加几滴紫色石蕊试液，通入氧气后，可观察到的实验现象是水槽中溶液___________________________（答颜色的变化），写出反应的总化学方程式____________________________________。

（实验二）利用上图B的原理，设计下图装置测定某硫酸工厂排放尾气中二氧化硫的含量，图中气体流量计用于准确测量通过的尾气体积。将尾气通入一定体积的碘水，并通过实验测定SO2的含量。当洗气瓶D中溶液蓝色刚好消失时，立即关闭活塞K。

（4）D中导管末端连接一个多孔球泡E，其作用是_______________________，可以提高实验的准确度。

（5）当流量计中刚好通过2L尾气时，D中溶液蓝色刚好消失，立即关闭活塞K，容器D中恰好得到100mL溶液，将该溶液全部转移至锥形瓶中，滴入过量BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥，得到4.66g 白色沉淀，通过计算可知，上述尾气中二氧化硫的含量为________g/L。若洗气瓶D中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞K，测得的SO2含量_________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

Answer 1

【答案】 4NO2+O2+2H2O===4HNO3 1/a mol/L SO2+Cl2+2H2O===4H++SO42﹣+2Cl﹣ 红色加深 2SO2+O2+2H2O===2H2SO4 (2H2SO3+O2===2H2SO4 也可) 有利于SO2与碘水反应(或被碘水充分吸收) 0.64 偏低

【解析】【实验一】由题意可知，A瓶NO2、O2按适当比例混合可以完全溶于水生成HNO3；B中二氧化硫和氯气适当比例混合可以完全溶于水生成硫酸和盐酸；C中二氧化硫溶于水生成亚硫酸，通入氧气后可以把部分亚硫酸氧化为硫酸，据此解答。

【实验二】将尾气通入一定体积的碘水，碘水把二氧化硫氧化为硫酸：SO2+I2+2H2O＝H2SO4+2HI，根据碘遇淀粉显蓝色判断反应的终点，利用钡离子沉淀硫酸根离子结合方程式计算。

（1）装置A中反应物是氧气、二氧化氮和水，生成物是硝酸，则总反应的化学方程式为4NO2+O2+2H2O＝4HNO3；假设该实验条件下，气体摩尔体积为a L/mol，再设集气瓶的容积为1L（集气瓶的容积不影响溶液的浓度），则NO2和HNO3溶液的体积均为1L，则n(HNO3)＝n(NO2)＝，因此装置A的集气瓶中所得溶液溶质的物质的量浓度为1/a mol/L。

（2）装置B中氯气与二氧化硫在水中反应生成硫酸和盐酸，因此溶液充满集气瓶时反应的离子方程式为SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42﹣+2Cl﹣。

（3）实验前在C装置的水槽里滴加几滴紫色石蕊试液，通入氧气后，可观察到的实验现象是溶液颜色加深，说明溶液的酸性增强，因此反应的总化学方程式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 (或2H2SO3+O2=2H2SO4)。

（4）D中导管末端连接一个多孔球泡E，其作用是增大二氧化硫与碘水反应的接触面积，有利于SO2与碘水反应(或被碘水充分吸收)，可以提高实验的准确度。

（5）当流量计中刚好通过2L尾气时，D中溶液蓝色刚好消失，立即关闭活塞K，容器D中恰好得到100mL溶液是硫酸和氢碘酸的混合溶液，将该溶液全部转移至锥形瓶中，滴入过量BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥，得到4.66g白色沉淀，该沉淀为硫酸钡，其物质的量为4.66g÷233g/mol＝0.02mol，则根据硫原子守恒可知n(SO2)=0.02mol，所以上述尾气中二氧化硫的含量为0.02mol×64g·mol－1/2L=0.64 g/L。若洗气瓶D中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞K，则尾气体积偏大，必然导致测得的SO2含量偏低。