Question

【題目】SO2、NO2能形成酸雨，某同學以它們為主題設計了兩組實驗：

【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（假設瓶內液體不擴散），C裝置的集氣瓶中還有氣體剩余(可考慮液體的擴散) 。

（1）寫出裝置A中總反應的化學方程式________________，假設該實驗條件下，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的物質的量濃度為______。

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

（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，可觀察到的實驗現象是溶液顏色加深，寫出反應的總化學方程式___________________________。

【實驗二】利用上圖B的原理，設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。當洗氣瓶D中溶液藍色剛好消失時，立即關閉活塞K。

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

（5）當流量計中剛好通過2L尾氣時，D中溶液藍色剛好消失，立即關閉活塞K，容器D中恰好得到100mL溶液，將該溶液全部轉移至錐形瓶中，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中溶液藍色消失后，沒有及時關閉活塞K，測得的SO2含量________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

（6）硫的氫化物H2S氣體燃燒也可能產生污染物SO2，試計算：標準狀況下，0.35molH2S和11.2LO2在點燃條件下充分反應，所得氧化產物總質量為________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(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中總反應的化學方程式為4NO2+O2+2H2O═4HNO3，假設該實驗條件下，氣體摩爾體積為a L/mol，再設集氣瓶的容積為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的物質的量濃度為1/a mol/L。

（2）裝置的溶液充滿集氣瓶時，反應的離子方程式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，可觀察到的實驗現象是溶液顏色加深，說明溶液的酸性增強，反應的總化學方程式為2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 (或2H2SO3+O2=2H2SO4)。

（4）D中導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的接觸面積，有利于SO2與碘水反應(或被碘水充分吸收)，可以提高實驗的準確度。

（5）當流量計中剛好通過2L尾氣時，D中溶液藍色剛好消失，立即關閉活塞K，容器D中恰好得到100mL溶液，將該溶液全部轉移至錐形瓶中，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中溶液藍色消失后，沒有及時關閉活塞K，則尾氣體積偏大，必然導致測得的SO2含量偏低。

（6）標準狀況下，0.35molH2S和11.2LO2在點燃條件下充分反應，11.2LO2的物質的量為0.5mol。H2S可能發生兩個反應，2H2S+O2=2S+2H2O 和2H2S+3O2=2SO2+2H2O，顯然O2的量不能滿足H2S完全燃燒所需要的量，H2S的氧化產物有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，將兩式聯立方程組可解得，n(S) =0.025mol 、n(SO2)=0.325mol，所得氧化產物總質量為0.025mol+0.325mol 21.6g。