Question

【題目】某實驗小組想通過實驗證明某燃煤煙氣中含有CO2，SO2

（查閱資料]（1）二氧化硫能使紫紅色的稀高錳酸鉀溶液褪色，二氧化碳不能。

（2）二氧化硫能和可溶性堿溶液反應生成亞硫酸鹽。

（3）CaSO3難溶于水；Na2SO3易溶于水，水溶液顯堿性。

（實驗驗證]將燃煤煙氣通過如圖裝置進行實驗：

請回答下列問題：

（1）SO2能使高錳酸鉀溶液褪色，反應方程式為：5SO2+2KMnO4+2H2O＝K2SO4+2MnSO4+2X，則X的化學式是_____；高錳酸鉀中錳元素的化合價為_____。

（2）實驗中觀察到裝置A溶液褪色，裝置B溶液不褪色，裝置C中出現_____，則煙氣中含有SO2、CO2

（3）如圖裝置B中用了過量的濃高錳酸鉀溶液不褪色，則說明_____；燃煤煙氣中可能還含有_____氣體，所以實驗中最后要進行尾氣處理。

（繼續探究）工業上常用氫氧化鈉或氫氧化鈣等作為吸收劑，對燃煤煙氣進行脫硫處理，實驗小組想利用傳感器再探究它們對燃煤煙氣的吸收情況，實驗步驟如下：

I．如圖M所示裝置的氣密性良好，兩瓶250mL的燒瓶內收滿燃煤煙氣，貼上標簽瓶①瓶②，對應注射器內分別裝有85mL的飽和石灰水、85mL的40%的氫氧化鈉溶液；連接好裝置和壓強傳感器。

Ⅱ．打開止水夾，兩位同學同時迅速將注射器內85mL的液體注入各自燒瓶中，立即關閉止水夾。

Ⅲ．一段時間后，同時振蕩燒瓶。觀察到傳感器定量實時地傳回燒瓶內氣壓變化形成的圖象情況如圖N所示。

試回答下列問題：

（4）導致曲線①中CD段氣壓急速減小的操作是_____曲線②中反應的一個化學反應方程式為_____；曲線①和曲線②差異較大的原因_____，由此得出結論：吸收燃煤煙氣較合適的是_____。（填字母編號：A．氫氧化鈉溶液、B氫氧化鈣溶液）。

（提出新問題）

實驗后的廢液處理問題：

若瓶②裝置實驗后，所得溶液中還含有氫氧化鈉，則不能直接倒入下水道中。為探究瓶②裝置實驗后所得溶液中是否還含有氫氧化鈉，同學們又進行了如下探究：

（5）將瓶②裝置實驗后所得溶液倒入燒杯中，加入足量的氯化鈣溶液，目的是_____；過濾，向濾液中滴加酚酞試液，若觀察到現象是_____，則還含有氫氧化鈉，再處理至中性后再倒入下水道中。

Answer 1

【答案】H2S +7 石灰水變渾濁 二氧化硫已經除盡 一氧化碳 振蕩燒瓶 2HaOH+CO2＝Na2CO3+H2O（或2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O） 氫氧化鈣溶液中含有氫氧化鈣的量很少，影響了二氧化碳、二氧化硫的吸收 A 除去Na2CO3、Na2SO3 溶液變紅色

【解析】

（1）在化學方程式：5SO2+2KMnO4+2H2O＝K2SO4+2MnSO4+2X中，反應物中：硫原子個數為5個，鉀原子個數為2個，錳原子個數為2個，氫原子個數為4個，氧原子個數為20個；反應后生成物中：硫原子個數為3個，鉀原子個數為2個，錳原子個數為2個，則X為：H2S；KMnO4中K為+1價，O為﹣2價，根據化合物中各元素化合價的代數和為0，則Mn為+7價；

（2）實驗中觀察到裝置A溶液褪色，說明原混合氣體中含有二氧化硫，裝置B溶液不褪色，裝置C中出現石灰水變渾濁，則煙氣中含有SO2、CO2；

（3）如圖裝置B中用了過量的濃高錳酸鉀溶液不褪色，則說明二氧化硫已經除盡，燃煤煙氣還可能含有未完全燃燒的一氧化碳，防止進入空氣污染環境，所以實驗中最后要進行尾氣處理；

（4）根據振蕩燒瓶會加快二氧化碳的溶解，導致曲線①中CD段氣壓急速減小的操作是振蕩燒瓶；二氧化硫、二氧化碳都可以和氫氧化鈉反應反應的化學方程式為：2HaOH+CO2＝Na2CO3+H2O，2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O；氫氧化鈣溶液中含有氫氧化鈣的量很少，影響了二氧化碳、二氧化硫的吸收，所以曲線①和曲線②差異較大；由于氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳、二氧化硫比較多，所以吸收燃煤煙氣用NaOH溶液較合適；

[提出新問題]

（5）因為Na2CO3、Na2SO3溶液呈堿性，要想驗證溶液中是否含有氫氧化鈉，要先除去Na2CO3、Na2SO3的干擾，可以通過加入足量的氯化鈣溶液除去，過濾，向濾液中滴加酚酞試液，若觀察到現象是溶液變紅色，則還含有氫氧化鈉。

故答案為：

（1）H2S+7；（2）石灰水變渾濁；（3）二氧化硫已經除盡一氧化碳；（4）振蕩燒瓶 2HaOH+CO2＝Na2CO3+H2O（或2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O） 氫氧化鈣溶液中含有氫氧化鈣的量很少，影響了二氧化碳、二氧化硫的吸收 A；（5）除去Na2CO3、Na2SO3 溶液變紅色