题目内容

含硫物质燃烧会产生大量烟气,主要成分是SO2、CO2、N2、O2 。某研究性学习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气,并测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率。

回答下列问题:
Ⅰ.模拟烟气的制备
(1)用A装置制SO2,化学反应方程式为                             
(2)用B装置制CO2,使用该装置优点的是                           
(3)将制得的气体与空气充分混合,获得模拟烟气用于后续实验。
II.测定烟气中SO2的体积分数
(4)将部分模拟烟气缓慢通过C、D装置,其中C、D中盛有的药品分别是        。(填序号)
①KMnO4溶液;②饱和NaHSO3溶液;③饱和Na2CO3溶液;④饱和NaHCO3溶液
(5)若模拟烟气的流速为amL/min,若t1分钟后,测得量筒内液体体积为VmL,则SO2的体积分数是               
Ⅲ.测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率(已转化的SO2占原有SO2的百分比)
(6)将模拟烟气通过转化器E装置,E装置中盛有FeCl2、FeCl3的混合溶液,常温下,它可催化SO2与O2的反应,以达到脱硫目的。写出催化剂参与反应过程的离子方程式 ①SO2+2H2O+2Fe3+=SO42-+2Fe2++4H+ ②                          
(7)若模拟烟气仍以amL/min的流速通过转化器E装置,t2分钟后,向E装置中加入酸化的BaCl2溶液得到白色浑浊液,经     、洗涤、       、称量,得到mg固体。若实验的气体体积已折算为标准状况,则该转化器的脱硫效率是          
Ⅰ.(1)Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑(2分)
(2)可以随时控制反应的发生和停止(2分)
Ⅱ.(4)① ④(各1分)(5)%(2分)(6)4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+(2分)
(7)过滤 (1分) 干燥 (1分) (3分)

试题分析:Ⅰ.(1)实验室制备SO2是用浓硫酸与亚硫酸钠反应,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑。
(2)B装置是简易启普发生器,其优点是可以随时控制反应的发生和停止。
Ⅱ.(4)由于SO2易溶于水,所以C装置中的试剂应该是原来吸收SO2,可以利用SO2的还原性借助于酸性高锰酸钾溶液氧化。CO2气体能溶于水,所以D装置应该用饱和碳酸氢钠溶液通过排水法收集液体来测量SO2的体积。
(5)若模拟烟气的流速为amL/min,若t1分钟后,测得量筒内液体体积为VmL,这说明混合气中CO2、氮气和氧气的体积之和为Vml,则SO2的体积是t1amL-Vml,所以二氧化硫的体积分数是×100%=×100%。
(6)催化剂在反应前后是不变的,因此常温下,若它可催化SO2与O2的反应,以达到脱硫目的。则根据第一步反应SO2+2H2O+2Fe3+=SO42-+2Fe2++4H+可知,第二步反应一定是氧气再将亚铁离子转化为铁离子,则反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+
(7)所得白色沉淀是硫酸钡,层溶液中分离出硫酸钡的操作应该是过滤、洗涤、干燥、称量。根据(5)中SO2的含量可知,理论上应该生成硫酸钡的质量为×233,因此该转化器的脱硫效率是2制备、性质检验、实验方案设计与评价以及含量测定等
练习册系列答案
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(14分)草酸是一种重要的化工原料,广泛用于药物生产、高分子合成等工业,草酸晶体受热到100℃时失去结晶水,成为无水草酸。某学习小组的同学拟以甘蔗渣为原料用水解—氧化—水解循环进行制取草酸。

aaaaaa

 

请跟据以上信息回答下列问题:
(1)图示①②的氧化—水解过程是在上图1的装置中进行的,指出装置A的名称                  
(2)图示①②的氧化—水解过程中,在硝酸用量、反应的时间等条件均相同的情况下,改变反应温度以考察反应温度对草酸收率的影响,结果如上图2所示,请选择最佳的反应温度为          ,为了达到图2所示的温度,选择图1的水浴加热,其优点是                           
(3)在图示③④中的操作涉及到抽滤,洗涤、干燥,下列有关说法正确的是         
A.在实验过程中,通过快速冷却草酸溶液,可以得到较大的晶体颗粒,便于抽滤
B.在洗涤沉淀时,应关小水龙头,使洗涤剂缓缓通过沉淀物
C.为了检验洗涤是否完全,应拔下吸滤瓶与安全瓶之间橡皮管,从吸滤瓶上口倒出少量滤液于试管中进行相关实验。
D.为了得到干燥的晶体,可以选择在坩埚中直接加热,并在干燥器中冷却。
(4)要测定草酸晶体(H2C2O4·2H2O)的纯度,称取7.200g制备的草酸晶体溶于适量水配成250mL溶液,取25.00mL草酸溶液于锥形瓶中,用0.1000mol/L酸性高锰酸钾溶液滴定
(5H2C2O4+2MnO4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O),
①取25.00mL草酸溶液的仪器是                        
②在草酸纯度测定的实验过程中,下列说法正确的是:             
A.润洗滴定管时,应从滴定管上口加满所需的酸或碱液,使滴定管内壁充分润洗
B.移液管取草酸溶液时,需将尖嘴处的液体吹入锥形瓶,会使实验误差偏低
C.滴定时,左手轻轻向内扣住活塞,手心空握以免碰到活塞使其松动漏出溶液
D.滴定终点读取滴定管刻度时,仰视标准液液面,会使实验误差偏高
③判断滴定已经达到终点的方法是:                                      
④达到滴定终点时,消耗高锰酸钾溶液共20.00mL,则草酸晶体的纯度为             
硫酸铜晶体俗称“胆矾”,在无机化工及生产生活中有广泛的应用。某课外研究小组的同学用粗铜粉(含有碳等杂质)设计了两种制备胆矾的途径,并测定了其中结晶水的含量。设计的流程如下:

(1)“较纯铜”转化为氧化铜时,应将其置于          内进行灼烧(填写仪器名称)。“粗铜”表面的油脂可以用热碱溶液洗去,原因是                     。若灼烧“粗铜”,获得的产物是混有少量铜的氧化铜。存在少量铜的可能原因是          
a.灼烧过程中部分氧化铜被还原         b.该条件下铜无法被氧气氧化
c.氧化铜在加热过程中分解生成铜       d.灼烧不充分铜未被完全氧化
(2)通过途径I实现用粗制氧化铜制取胆矾,必须进行的实验操作步骤是:酸溶、加热通氧气、过滤、       、冷却结晶、        、自然干燥。比较由粗制氧化铜制取胆矾的两种途径,途径Ⅰ有明显的两个优点:
                                             
                                                          
(3)测定胆矾晶体里结晶水的含量时,若测定的相对误差大于零,则产生误差的原因可能是___________。
a.加热后容器未放入干燥器中冷却
b.最后两次加热后的质量相差较大
c.加热前称量时容器未完全干燥 
d.加热过程中有少量溅失
(4)利用下图装置加热无水硫酸铜粉末直至完全分解,A的试管中剩余黑色粉末,用带火星的木条伸入集气瓶D,发现木条能复燃。反应前后各装置的质量见图下方的表格所示。

请通过计算,推断该实验条件下硫酸铜分解的化学方程式:                  

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