Question

【題目】SO2、NO2能形成酸雨，某同學(xué)以它們?yōu)橹黝}設(shè)計了兩組實驗：

（實驗一）用三只集氣瓶收集滿二氧化硫、二氧化氮?dú)怏w，然后將其倒置在水槽中．分別緩慢通入適量O2或Cl2，如圖A、B、C所示。一段時間后，A、B裝置的集氣瓶中充滿溶液（假設(shè)瓶內(nèi)液體不擴(kuò)散），C裝置的集氣瓶中還有氣體剩余(考慮液體的擴(kuò)散) 。

（1）寫出裝置A中總反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________，假設(shè)該實驗條件下，氣體摩爾體積為a L/mol，則裝置A的集氣瓶中所得溶液溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為______________。

（2）寫出B裝置的溶液充滿集氣瓶時，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式_______________。

（3）實驗前在C裝置的水槽里滴加幾滴紫色石蕊試液，通入氧氣后，可觀察到的實驗現(xiàn)象是水槽中溶液___________________________（答顏色的變化），寫出反應(yīng)的總化學(xué)方程式____________________________________。

（實驗二）利用上圖B的原理，設(shè)計下圖裝置測定某硫酸工廠排放尾氣中二氧化硫的含量，圖中氣體流量計用于準(zhǔn)確測量通過的尾氣體積。將尾氣通入一定體積的碘水，并通過實驗測定SO2的含量。當(dāng)洗氣瓶D中溶液藍(lán)色剛好消失時，立即關(guān)閉活塞K。

（4）D中導(dǎo)管末端連接一個多孔球泡E，其作用是_______________________，可以提高實驗的準(zhǔn)確度。

（5）當(dāng)流量計中剛好通過2L尾氣時，D中溶液藍(lán)色剛好消失，立即關(guān)閉活塞K，容器D中恰好得到100mL溶液，將該溶液全部轉(zhuǎn)移至錐形瓶中，滴入過量BaCl2溶液，過濾、洗滌、干燥，得到4.66g 白色沉淀，通過計算可知，上述尾氣中二氧化硫的含量為________g/L。若洗氣瓶D中溶液藍(lán)色消失后，沒有及時關(guān)閉活塞K，測得的SO2含量_________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

Answer 1

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

【解析】【實驗一】由題意可知，A瓶NO2、O2按適當(dāng)比例混合可以完全溶于水生成HNO3；B中二氧化硫和氯氣適當(dāng)比例混合可以完全溶于水生成硫酸和鹽酸；C中二氧化硫溶于水生成亞硫酸，通入氧氣后可以把部分亞硫酸氧化為硫酸，據(jù)此解答。

【實驗二】將尾氣通入一定體積的碘水，碘水把二氧化硫氧化為硫酸：SO2+I2+2H2O＝H2SO4+2HI，根據(jù)碘遇淀粉顯藍(lán)色判斷反應(yīng)的終點，利用鋇離子沉淀硫酸根離子結(jié)合方程式計算。

（1）裝置A中反應(yīng)物是氧氣、二氧化氮和水，生成物是硝酸，則總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NO2+O2+2H2O＝4HNO3；假設(shè)該實驗條件下，氣體摩爾體積為a L/mol，再設(shè)集氣瓶的容積為1L（集氣瓶的容積不影響溶液的濃度），則NO2和HNO3溶液的體積均為1L，則n(HNO3)＝n(NO2)＝，因此裝置A的集氣瓶中所得溶液溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為1/a mol/L。

（2）裝置B中氯氣與二氧化硫在水中反應(yīng)生成硫酸和鹽酸，因此溶液充滿集氣瓶時反應(yīng)的離子方程式為SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42﹣+2Cl﹣。

（3）實驗前在C裝置的水槽里滴加幾滴紫色石蕊試液，通入氧氣后，可觀察到的實驗現(xiàn)象是溶液顏色加深，說明溶液的酸性增強(qiáng)，因此反應(yīng)的總化學(xué)方程式為2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 (或2H2SO3+O2=2H2SO4)。

（4）D中導(dǎo)管末端連接一個多孔球泡E，其作用是增大二氧化硫與碘水反應(yīng)的接觸面積，有利于SO2與碘水反應(yīng)(或被碘水充分吸收)，可以提高實驗的準(zhǔn)確度。

（5）當(dāng)流量計中剛好通過2L尾氣時，D中溶液藍(lán)色剛好消失，立即關(guān)閉活塞K，容器D中恰好得到100mL溶液是硫酸和氫碘酸的混合溶液，將該溶液全部轉(zhuǎn)移至錐形瓶中，滴入過量BaCl2溶液，過濾、洗滌、干燥，得到4.66g白色沉淀，該沉淀為硫酸鋇，其物質(zhì)的量為4.66g÷233g/mol＝0.02mol，則根據(jù)硫原子守恒可知n(SO2)=0.02mol，所以上述尾氣中二氧化硫的含量為0.02mol×64g·mol－1/2L=0.64 g/L。若洗氣瓶D中溶液藍(lán)色消失后，沒有及時關(guān)閉活塞K，則尾氣體積偏大，必然導(dǎo)致測得的SO2含量偏低。