Question

(18分)含硫物質(zhì)燃燒會產(chǎn)生大量煙氣，主要成分是SO2、CO2、N2、O2。某研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室利用下列裝置制備模擬煙氣，并測算模擬煙氣通過轉(zhuǎn)化器的脫硫效率。

回答下列問題：

I．模擬煙氣的制備

(1)用A裝置制SO2，其化學(xué)反應(yīng)方程式為 。

(2)用B裝置制CO2，使用該裝置優(yōu)點(diǎn)的是 。

(3)將制得的氣體與空氣充分混合，獲得模擬煙氣用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

II．測定煙氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)

(4)將部分模擬煙氣緩慢通過C、D裝置，其中C、D中盛有的藥品分別是 、 。(填序號)

①KMnO4溶液 ②飽和NaHSO3溶液 ③飽和Na2CO3溶液 ④飽和NaHCO3溶液

(5)若模擬煙氣的流速為a mL/min，若t1分鐘后，測得量簡內(nèi)液體體積為V mL(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則SO2的體積分?jǐn)?shù)是 。

III．測算模擬煙氣通過轉(zhuǎn)化器的脫硫效率(已轉(zhuǎn)化的SO2占原有SO2的百分比)

(6)將模擬煙氣通過轉(zhuǎn)化器E裝置，E裝置中盛有FeCl2、FeCl3的混合溶液，常溫下，它可催化SO2與O2的反應(yīng)，以達(dá)到脫硫目的。寫出SO2與FeCl3溶液參與反應(yīng)過程的離子方程式 。

(7)若模擬煙氣仍以a mL/min的流速通過轉(zhuǎn)化器E裝置，t2分鐘后，向E裝置中加入酸化的BaCl2溶液得到白色渾濁液，經(jīng) 、洗滌、 、稱量，得到mg固體。若實(shí)驗(yàn)的氣體體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況，則該轉(zhuǎn)化器的脫硫效率是 。

 

Answer 1

I.（1）Cu + 2H2SO4（濃）CuSO4 + 2H2O + SO2↑（2分）

（2）可以隨時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生和停止（2分）

Ⅱ．（4）① ④（各1分，共2分） （5）% （3分）

（6）2H2O + 2Fe3+ + SO2 ＝2Fe2+ + SO42- + 4H+ （2分）

（7）過濾 （2分） 干燥 （2分） （3分）

【解析】

試題分析：（1）裝置A需要加熱，這說明所用試劑是濃硫酸和銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu + 2H2SO4（濃）CuSO4 + 2H2O + SO2↑。

（2）B裝置制CO2，屬于簡易啟普發(fā)生器，使用該裝置優(yōu)點(diǎn)的是通過控制長頸漏斗鹽酸的加入量，控制反應(yīng)的發(fā)生和停止。

Ⅱ．（4）二氧化硫具有強(qiáng)的還原性，可以用強(qiáng)氧化性的高錳酸鉀吸收；二氧化碳在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度很小，可以用排飽和碳酸氫鈉溶液來側(cè)量其體積，故答案為：①④；

（5）二氧化碳的體積是Vml，則二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為： ，則二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)為100%－＝%；

（6）①SO2+2H2O+2Fe3+═SO42-+2Fe2++4H+ 在反應(yīng)①中三價(jià)鐵離子被還原為二價(jià)鐵離子，要想保持質(zhì)量、性質(zhì)不變，得到的二價(jià)鐵離子應(yīng)該被氧氣氧化為三價(jià)鐵離子，反應(yīng)的方程式為：4Fe2++O2+4H+＝2H2O+4Fe3+；

（7）為了保證準(zhǔn)確的測量出反應(yīng)生成的硫酸鋇固體，從溶液中分離固體硫酸鋇，依次進(jìn)行過濾、洗滌、干燥的操作；t2分鐘內(nèi)煙氣中含二氧化硫的體積為：V（SO2）=at2×%；根據(jù)上述反應(yīng)可知各物質(zhì)之間量的關(guān)系為：

SO2～SO42-～BaSO4

22400ml          233g

V（SO2）′ mg

所以轉(zhuǎn)化的二氧化硫氣體的體積為：V（SO2）′＝

則二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=

考點(diǎn)：考查氣體制備原理，實(shí)驗(yàn)裝置的選擇，二氧化硫的性質(zhì)及相關(guān)計(jì)算