Question

【題目】煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。目前最常用的脫硫技術(shù)是濕法石灰石—石膏脫硫，即利用石灰石和煙氣中的SO2反應(yīng)生成石膏一脫除SO2。某研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室利用如圖所示裝置制備模擬煙氣(主要成分為SO2、CO2、N2、O2)，并測(cè)定煙氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)以及研究煙氣通過(guò)轉(zhuǎn)化器的脫硫效率。回答下列問(wèn)題：

Ⅰ.模擬煙氣的制備。

(1)裝置 A中盛裝濃硫酸的儀器名稱是_____________，寫(xiě)出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________。

Ⅱ.測(cè)定煙氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)。

(2)已知裝置C、D中盛有的藥品分別是酸性KMnO4溶液、飽和NaHCO3溶液，寫(xiě)出裝置C的作

用：_______________，裝置D中飽和NaHCO3溶液中的離子濃度由大到小的關(guān)系為_____________。

(3)①甲同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該在裝置C、D之間增加一個(gè)盛有品紅溶液的洗氣瓶，理由是_____________。

②乙同學(xué)根據(jù)模擬煙氣的流速a mL/min和t1分鐘后測(cè)得的量筒內(nèi)液體的體積VmL，計(jì)算煙氣中二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)。為保證準(zhǔn)確讀取量筒讀數(shù)應(yīng)注意：a.將裝置冷卻至室溫；b._________；c.平視。

Ⅲ.模擬煙氣通過(guò)轉(zhuǎn)化器的脫硫效率研究。

(4)將模擬煙氣通過(guò)裝置E，其中盛有FeCl2、FeCl3的混合溶液，它可以催化SO2與氧氣的反應(yīng)以達(dá)到脫硫的目的。寫(xiě)出催化劑參與反應(yīng)過(guò)程中的離子方程式：SO2+2H2O+2Fe3+=SO42-+2Fe2++4H+、____________。

(5)若模擬煙氣仍以amL/min的流速通過(guò)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)過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量，得到m g固體。若實(shí)驗(yàn)測(cè)得的氣體體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，則該轉(zhuǎn)化器的脫硫效率是________________。

Answer 1

【答案】 圓底燒瓶 C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O 吸收煙氣中的SO2氣體 c(Na+)＞c()＞c()＞c(H+)＞c() 檢驗(yàn)SO2是否被完全吸收 上下移動(dòng)量筒使得量筒液面與廣口瓶D中液面相平 4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+

【解析】（1）裝置 A中盛裝濃硫酸的儀器是圓底燒瓶；裝置A中炭與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫、水，化學(xué)方程式為C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O；

答案為：圓底燒瓶 、 C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O

（2）欲測(cè)定煙氣中SO2，先用高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫，用排水量氣法測(cè)量剩余氣體體積；在NaHCO3溶液中存在水解和電離，水解程度大于電離程度，溶液顯堿性，其水解方程式為： +H2O H2CO3+，NaHCO3溶液呈堿性，水解程度大于電離程度，c（OH-）＞c（H+），所以離子濃度關(guān)系為： c(Na+)＞c()＞c()＞c(H+)＞c()；答案為：吸收煙氣中的SO2氣體 ；c(Na+)＞c()＞c()＞c(H+)＞c()

（3）①需要檢驗(yàn)二氧化硫是否完全吸收，所以在C、 D 之間增加一個(gè)盛有品紅溶液的洗氣瓶檢驗(yàn)二氧化硫是否被完全吸收②在準(zhǔn)確讀取量筒讀數(shù)之前冷卻至室溫、并上下移動(dòng)量筒使得量筒液面與廣口瓶液面相平。答案為：檢驗(yàn)SO2是否被完全吸收 ；上下移動(dòng)量筒使得量筒液面與廣口瓶D中液面相平
（4）將模擬煙氣通過(guò)裝置E，其中盛有FeCl2，F(xiàn)eCl3的混合溶液，它可以催化SO2與氧氣的反應(yīng)以達(dá)到脫硫的目的。Fe3+把SO2氧化為SO42-，氧氣再把Fe2+氧化為Fe3+，發(fā)生反應(yīng)4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+ ；答案為：4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+

（5）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：

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== 答案為：