Question

【題目】為了探究三種氣態氧化物（SO2、NO2、CO2）的性質，某同學設計了一組實驗：
實驗一：探究三種氣體在水中的溶解性，用三支相同的試管收集滿三種氣體，倒置在盛滿水的燒杯中，一段時間后，觀察到的試管中液面高度如圖A、B、C所示．

（1）在相同條件下，三種氣體在水中溶解度最大的是 ， 寫出A燒杯中發生反應的化學方程式： ．
（2）實驗二：用三只集氣瓶收集滿二氧化硫、二氧化氮氣體，然后將其倒置在水槽中．分別緩慢通入適量O2或Cl2 ， 如圖D、E、F所示．一段時間后，D、E裝置的集氣瓶中充滿溶液，F裝置的集氣瓶中還有氣體剩余．
實驗二中裝置D的集氣瓶最終充滿溶液（假設瓶內液體不擴散）：
①寫出裝置D中總反應的化學方程式： ，
②假設該實驗條件下，氣體摩爾體積為a L/mol，則裝置D的集氣瓶中所得溶液溶質的物質的量濃度為
（3）實驗前在F裝置的水槽里滴加幾滴紫色石蕊試液，觀察到的現象是 ， 通入氧氣后，可能觀察到的實驗現象是溶液顏色加深，寫出反應的化學方程式：
（4）寫出E裝置的溶液充滿集氣瓶時，有關反應的離子方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）NO2；3NO2+H2O═2HNO3+NO
（2）4NO2+O2+2H2O═4HNO3； mol/L
（3）紫色石蕊試液變紅；2SO2+O2+2H2O=2H2SO4
（4）SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42﹣+Cl﹣
【解析】解：（1）二氧化硫、二氧化碳的溶解度不大，而二氧化氮水發生氧化還原反應，反應為3NO2+H2O═2HNO3+NO，其溶解度最大；三種氣體溶于水得到的溶液均為酸溶液，分別滴幾滴紫色石蕊試液，可觀察到的現象溶液都變紅色，故答案為：NO2；3NO2+H2O═2HNO3+NO；
（2.）①D中二氧化氮、水、氧氣反應生成硝酸，反應為4NO2+O2+2H2O═4HNO3 ， 故答案為：4NO2+O2+2H2O═4HNO3；②水會充滿集氣瓶，設集氣瓶體積為VL，最后溶液的體積為VL，由4NO2+O2+2H2O═4HNO3知，n（NO2）=n（HNO3），則所得溶液溶質的物質的量濃度為c= = = mol/L，故答案為： mol/L；
（3.）F裝置中二氧化硫與水反應生成亞硫酸，溶液顯酸性，滴加幾滴紫色石蕊試液，觀察到的現象是紫色溶液變紅，再通入氧氣，發生2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 ， 酸性增強，紅色由淺變深．故答案為：紫色石蕊試液變紅；2SO2+O2+2H2O=2H2SO4；
（4.）E裝置發生SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，離子反應為SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42﹣+Cl﹣ ， 故答案為：SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42﹣+Cl﹣ ．
（1）二氧化硫、二氧化碳的溶解度不大，而二氧化氮水發生氧化還原反應，其溶解度最大；三種氣體溶于水得到的溶液均為酸溶液；（2）①D中二氧化氮、水、氧氣反應生成硝酸；②水會充滿集氣瓶，結合c= 計算；（3）F裝置中二氧化硫與水反應生成亞硫酸，溶液顯酸性，再通入氧氣，發生2SO2+O2+2H2O=H2SO4 ， 酸性增強；（4）E裝置發生SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl．