Question

在學習了硝酸的強氧化性后，某學習小組進行了濃硝酸和硫單質反應的實驗探究．他們根據氧化還原反應原理推測硫的氧化產物，提出三種假設：
Ⅰ．只有H₂SO₄ 
Ⅱ．只有SO₂ 
Ⅲ．SO₂和H₂SO₄都有．
為了探究是哪一種情況，他們設計了下列實驗流程及步驟：

①實驗所得氣體折算成標準狀況為1.792L．
②混合氣體用水吸收后，測得無含硫、含氮化合物逸出，并將吸收液配成100.00mL溶液．
③�、谥兴�得溶液20.00mL，加足量BaCl₂溶液得白色沉淀0.466g．
④再取20.00mL②中所得溶液，用NaOH溶液中和，恰好用去0.6mol/LNaOH溶液30.00mL．請回答下列問題：
（1）混合氣體中NO₂氣體被水充分吸收的反應方程式為

 

．
（2）②中配制溶液所用到的玻璃儀器除燒杯、量筒外還有

 

．
（3）收集到的氣體中含有

 

，假設

 

 （填“Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ”）成立．
（4）配制的100.00mL溶液中H⁺的物質的量濃度是

 

，該實驗中濃硝酸和硫反應的化學方程式為

 

．

Answer 1

分析：①收集到的總氣體的物質的量為

1.792L

22.4L/mol

=0.08mol，
③取②中所得溶液20.00mL，加足量BaCl₂溶液得白色沉淀0.466g，沉淀為硫酸鋇，n（SO₂）=n（BaSO₄）=

0.466g

233g/mol

=0.002mol，則①中n（SO₂）=0.002mol×5=0.01mol，
④再取20.00mL②中所得溶液，用NaOH溶液中和，恰好用去0.6mol/LNaOH溶液30.00mL，n（H⁺）=0.018mol，則②中n（H⁺）=0.018mol×5=0.09mol，以此來解答．

解答：解：①收集到的總氣體的物質的量為

1.792L

22.4L/mol

=0.08mol，
③�、谥兴�得溶液20.00mL，加足量BaCl₂溶液得白色沉淀0.466g，沉淀為硫酸鋇，n（SO₂）=n（BaSO₄）=

0.466g

233g/mol

=0.002mol，則①中n（SO₂）=0.002mol×5=0.01mol，
④再取20.00mL②中所得溶液，用NaOH溶液中和，恰好用去0.6mol/LNaOH溶液30.00mL，n（H⁺）=0.018mol，則②中n（H⁺）=0.018mol×5=0.09mol，
（1）混合氣體中NO₂氣體被水充分吸收的反應方程式為4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，故答案為：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；
（2）配制溶液，除燒杯、量筒外還有玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管，故答案為：玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管；
（3）由上述分析可知，S反應得到0.01molSO₂，失去電子數為0.04mol，而HNO₃反應得到0.07molNO₂得到電子數為0.07mol 失去電子數還太少，所以原產物中一定會生成H₂SO₄，并且可以得出S反應生成H₂SO₄轉移的電子數為0.03mol，即得到H₂SO₄的物質的量0.005mol，即SO₂和H₂SO₄都有，
故答案為：NO₂和SO₂；III；
（4）由上述分析可知，n（H⁺）=0.09mol，則c（H⁺）=

0.09mol

0.1L

=0.9mol/L，該實驗中濃硝酸和硫反應的化學方程式為14HNO₃（濃）+3S

△   .

2SO₂↑+H₂SO₄+14NO₂↑+6H₂O，故答案為：0.9mol/L；14HNO₃（濃）+3S

△   .

2SO₂↑+H₂SO₄+14NO₂↑+6H₂O．

點評：本題考查含硫物質的氧化還原反應，明確產物的物質的量計算及電子守恒為解答的關鍵，側重學生知識遷移能力的考查，題目難度中等，（3）為解答的難點．