Question

【题目】（题文）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：

（1）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。

（i）在相同条件下，三种气体在水中溶解度最大的是_____，写出A烧杯中发生反应的化学方程式：________。

（2）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。

（ii）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aLmol﹣1，则装置D的集气瓶中所得溶液溶质的物质的量浓度为_____。

（iii）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________，通入氧气后，可能观察到的实验现象是________，写出反应的化学方程式：________。

（iv）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________。

Answer 1

【答案】NO2（或A）；3NO2+H2O═2HNO3+NO4NO2+O2+2H2O═4HNO3mol/L紫色石蕊试液变红；红色由浅变深2SO2+O2+2H2O=2H2SO4SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42﹣+Cl﹣SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓

【解析】

（i）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；（ii）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=计算；（iii）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；（iv）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。

（1）（i）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）（ii）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===mol/L，故答案为：mol/L；（iii）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；（iv）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↓。