Question

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

【實(shí)驗(yàn)一】用三只集氣瓶收集滿(mǎn)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(shí)間后，A、B裝置的集氣瓶中充滿(mǎn)溶液（假設(shè)瓶?jī)?nèi)液體不擴(kuò)散），C裝置的集氣瓶中還有氣體剩余(可考慮液體的擴(kuò)散) 。

（1）寫(xiě)出裝置A中總反應(yīng)的化學(xué)方程式________________，假設(shè)該實(shí)驗(yàn)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(xiě)出B裝置的溶液充滿(mǎn)集氣瓶時(shí)，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式__________________。

（3）實(shí)驗(yàn)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(guān)察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液顏色加深，寫(xiě)出反應(yīng)的總化學(xué)方程式___________________________。

【實(shí)驗(yàn)二】利用上圖B的原理，設(shè)計(jì)下圖裝置測(cè)定某硫酸工廠(chǎng)排放尾氣中二氧化硫的含量，圖中氣體流量計(jì)用于準(zhǔn)確測(cè)量通過(guò)的尾氣體積。將尾氣通入一定體積的碘水，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定SO2的含量。當(dāng)洗氣瓶D中溶液藍(lán)色剛好消失時(shí)，立即關(guān)閉活塞K。

（4）D中導(dǎo)管末端連接一個(gè)多孔球泡E，其作用是________，可以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度。

（5）當(dāng)流量計(jì)中剛好通過(guò)2L尾氣時(shí)，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(guò)量BaCl2溶液，過(guò)濾、洗滌、干燥，得到4.66g 白色沉淀，通過(guò)計(jì)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(méi)有及時(shí)關(guān)閉活塞K，測(cè)得的SO2含量________(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)。

（6）硫的氫化物H2S氣體燃燒也可能產(chǎn)生污染物SO2，試計(jì)算：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，0.35molH2S和11.2LO2在點(diǎn)燃條件下充分反應(yīng)，所得氧化產(chǎn)物總質(zhì)量為________g。

Answer 1

【答案】 4NO2+O2+2H2O═4HNO3 1/a mol/L SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42﹣+2Cl﹣ 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 21.6

【解析】試題分析：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。

（1）裝置A中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NO2+O2+2H2O═4HNO3，假設(shè)該實(shí)驗(yàn)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，n(HNO3)=n(NO2)=，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）裝置的溶液充滿(mǎn)集氣瓶時(shí)，反應(yīng)的離子方程式SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42﹣+2Cl﹣。

（3）實(shí)驗(yàn)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(guān)察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液顏色加深，說(shuō)明溶液的酸性增強(qiáng)，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(gè)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(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度。

（5）當(dāng)流量計(jì)中剛好通過(guò)2L尾氣時(shí)，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(guò)量BaCl2溶液，過(guò)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0.02mol，則n(SO2)= 0.02mol，所以，上述尾氣中二氧化硫的含量為0.64 g/L。若洗氣瓶D中溶液藍(lán)色消失后，沒(méi)有及時(shí)關(guān)閉活塞K，則尾氣體積偏大，必然導(dǎo)致測(cè)得的SO2含量偏低。

（6）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，0.35molH2S和11.2LO2在點(diǎn)燃條件下充分反應(yīng)，11.2LO2的物質(zhì)的量為0.5mol。H2S可能發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)，2H2S+O2=2S+2H2O 和2H2S+3O2=2SO2+2H2O，顯然O2的量不能滿(mǎn)足H2S完全燃燒所需要的量，H2S的氧化產(chǎn)物有S和兩種SO2，由S守恒可得n(S)+n(SO2)=n(H2S)= 0.35mol， n(S)+n(SO2)=n(O2)= 0.5mol，將兩式聯(lián)立方程組可解得，n(S) =0.025mol 、n(SO2)=0.325mol，所得氧化產(chǎn)物總質(zhì)量為0.025mol+0.325mol 21.6g。