Question

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________（填化学式）；写出A烧杯中发生反应的化学方程式：_____________________；如果在三只烧杯中分别滴几滴紫色石蕊试液，可观察到的现象是_____________________。

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：_____________________________________。

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____________。

（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__________________________，通入氧气后，可能观察到的实验现象是_________________。

（4）溶液充满集气瓶后，在E装置的水槽里滴加硝酸钡溶液，可能观察到的现象为________________________，写出有关反应的离子方程式________________________、________________________。

Answer

（1）NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 溶液都变红色

（2）①4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 ② mol·L－1

（3）紫色石蕊试液变红 红色由浅变深

（4）出现白色沉淀 Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋SO＋4H＋ Ba2＋＋SO===BaSO4↓

【解析】

试题分析：（1）在相同条件下，三种气体在水中溶解度最大的是NO2；写出A烧杯剩余气体的体积为原气体的，A中是NO2，发生反应的化学方程式：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；三种气体与水反应的产物显酸性，如果在三只烧杯中分别滴几滴紫色石蕊试液，可观察到的现象是溶液都变红色。（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设试管的体积为V L，则n(NO2)=,所以生成HNO3的物质的量为，。

（3）SO2+H2O=H2SO3，实验前在F装置的水槽里滴加几滴紫色石蕊试液，观察到的现象是溶液显红色，通入氧气后，亚硫酸被氧化为硫酸，溶液酸性增强，可能观察到的实验现象是红色由浅变深。

（4）E中的反应为SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl，在E装置的水槽里滴加硝酸钡溶液，可能观察到的现象为出现白色沉淀，写出有关反应的离子方程式Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋SO＋4H＋、Ba2＋＋SO===BaSO4↓。

考点：本题考查二氧化硫、二氧化氮的性质。