题目内容
(18分)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,其化学反应方程式为 。
(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a mL/min,若t1分钟后,测得量简内液体体积为V mL(已折算为标准状况),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SO2与FeCl3溶液参与反应过程的离子方程式 。
(7)若模拟烟气仍以a mL/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)Cu + 2H2SO4(浓)
CuSO4 + 2H2O + 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,共2分) (5)
% (3分)
(6)2H2O + 2Fe3+ + SO2 =2Fe2+ + SO42- + 4H+ (2分)
(7)过滤 (2分) 干燥 (2分)
(3分)
解析试题分析:(1)装置A需要加热,这说明所用试剂是浓硫酸和铜,反应的化学方程式为Cu + 2H2SO4(浓)
CuSO4 + 2H2O + SO2↑。
(2)B装置制CO2,属于简易启普发生器,使用该装置优点的是通过控制长颈漏斗盐酸的加入量,控制反应的发生和停止。
Ⅱ.(4)二氧化硫具有强的还原性,可以用强氧化性的高锰酸钾吸收;二氧化碳在饱和碳酸钠溶液中的溶解度很小,可以用排饱和碳酸氢钠溶液来侧量其体积,故答案为:①④;
(5)二氧化碳的体积是Vml,则二氧化碳的体积分数为:
,则二氧化硫的体积分数为100%-
=
%;
(6)①SO2+2H2O+2Fe3+═SO42-+2Fe2++4H+在反应①中三价铁离子被还原为二价铁离子,要想保持质量、性质不变,得到的二价铁离子应该被氧气氧化为三价铁离子,反应的方程式为:4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+;
(7)为了保证准确的测量出反应生成的硫酸钡固体,从溶液中分离固体硫酸钡,依次进行过滤、洗涤、干燥的操作;t2分钟内烟气中含二氧化硫的体积为:V(SO2)=at2×
%;根据上述反应可知各物质之间量的关系为:
SO2~SO42-~BaSO4
22400ml 233g
V(SO2)′ mg
所以转化的二氧化硫气体的体积为:V(SO2)′=![]()
则二氧化硫的转化率=![]()
考点:考查气体制备原理,实验装置的选择,二氧化硫的性质及相关计算
在实验室中可用下图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。
图中: ①为氯气发生装置;②的试管里盛有15mL 30% KOH 溶液.并置于热水浴中; ③的试管里盛有15mL 8 % NaOH 溶液.并置于冰水浴中; ④的试管里加有紫色石蕊试液; ⑤为尾气吸收装置。![]()
请填写下列空白:
(1)制取氯气时,在烧瓶里加入一定量的二氧化锰,通过______(填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体,可在①与②之间安装盛有_________(填写下列编号字母)的净化装置。
| A.碱石灰 | B.饱和食盐水 | C.浓硫酸 | D.饱和碳酸氢钠溶液 |
(3)本实验中制取次氯酸钠的离子方程式是: 。
(4)实验中可观察到④的试管里溶液的颜色发生了如下变化,请填写下表中的空白:
| 实验现象 | 原因 |
| 溶液最初从紫色逐渐变为 色 | 氯气与水反应生成的H+使石蕊变色 |
| 随后溶液逐渐变为无色 | ______________________________________ |
| 然后溶液从无色逐渐变为 色 | _________________________________________ |
Cl2O为国际公认高效安全灭菌消毒剂之一,它是棕黄色强刺激性气体,沸点3.8 ℃,熔点-116 ℃。实验室可用潮湿的Cl2与Na2CO3反应制取少量Cl2O,装置如下图Ⅰ:![]()
回答下列问题:
(1)把浓盐酸直接滴在KMnO4晶体上就可以产生Cl2。请模仿“图Ⅱ”在“图Ⅰ”A处补画出正确的装置图,并作必要的标注。
(2)B中试剂a应选用 (填字母序号)。
a.CCl4 b.饱和NaCl溶液
c.浓H2SO4 d.饱和NaHCO3溶液
(3)通入适量的氯气,在C中生成棕黄色的物质Cl2O,该物质常温下为气体,方程式为 Cl2+ Na2CO3+ = NaHCO3+ NaCl+ Cl2O
(4)对C中反应后的固体成分进行检验,请写出实验步骤以及预期的现象和结论。
限选实验试剂和仪器:蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、AgNO3溶液、澄清石灰水、试管、小烧杯、带导管的橡皮塞、过滤装置。
| 实验步骤 | 现象和结论 |
| 步骤一:取C中的少量固体样品于试管中,滴加足量蒸馏水至完全溶解,然后将溶液分别置于a、b试管中。 | |
| 步骤二:向a试管中滴加BaCl2溶液,静置。 | 无明显现象,证明固体中不含Na2CO3。 |
| 步骤三: | |
| 步骤四: | 则证明固体中含有NaCl。 |
硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一,反应原理为:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2(该反应△H>0)。某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O3·5H2O流程如下。![]()
(1)吸硫装置如图所示。![]()
①装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效率,B中试剂是 ,表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液 。
②为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,除了及时搅拌反应物外,还可采取的合理措施是 、 。(写出两条)
(2)假设本实验所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH,设计实验方案进行检验。(室温时CaCO3饱和溶液的pH=10.2)
限选试剂及仪器:稀硝酸、AgNO3溶液、CaCl2溶液、Ca(NO3)2溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、试管、滴管
| 序号 | 实验操作 | 预期现象 | 结论 |
| ① | 取少量样品于试管中,加入适量蒸馏水,充分振荡溶解,___________________。 | _______________ | 样品含NaCl |
| ② | 另取少量样品于烧杯中,加入适量蒸馏水,充分搅拌溶解,___________________。 | _______________ | 样品含NaOH |
(3)Na2S2O3溶液是定量实验中的常用试剂,测定其浓度的过程如下:准确称取a g KIO3(化学式量:214)固体配成溶液,加入过量KI固体和H2SO4溶液,滴加指示剂,用Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL。则c(Na2S2O3)=_________mol·L-1。(只列出算式,不作运算)
已知:Cr2O72-+6I-+14H+= 2Cr3++3I2+7H2O 2S2O32-+I2=S4O62-+2I-
(4)某同学第一步和第二步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的Na2S2O3浓度可能 (填“无影响”、“偏低”或“偏高”),原因是 。
氨水是一种的常用的化学试剂。
(1)以浓氨水和生石灰为原料,用如下装置为发生装置,可制取少 量氨气。已知:NH3·H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑。![]()
①生石灰应该装在 (填A或B)。
②试从电离平衡角度分析该实验中氨气逸出的原因: 。
③现要用试管和必要实验用品收集一试管氨气,请在C处补充相应收集装置。
(2)化学兴趣小组用氨水与硝酸银溶液配制好银氨溶液后,进行乙醛的银镜反应实验,但部分同学实验时间长,且效果不明显。影响乙醛银镜反应速率的因素有哪些呢?请你完成如下猜想:
①猜想:因素一:银氨溶液的pH大小;
因素二: 。
②你设计实验验证上述影响因素一,完成下表中内容。
提供试剂:乙醛、2%稀氨水、 0.25mol/L NaOH溶液、盐酸 、 2% AgNO3溶液
实验用品:烧杯(装有热水)、试管
| 实验步骤 | 实验操作 | 预期现象及结论(步骤1只填现象) |
| 1 | 在A、B两支洁净的试管中各入1mL 2%的AgNO3溶液,然后边振荡试管边逐滴滴入2%稀氨水,至最初产生的沉淀恰好完全溶解,此时制得pH均约为8的银氨溶液。 | |
| 2 | | |
(3)吸取20.00ml 上述氨水于锥形瓶,滴加3滴甲基橙指示剂,用0.0050mol/L标准硫酸滴定,滴定至出现红色为终点,重复3次实验,平均消耗标准硫酸20.04 ml,计算上述氨水的物质的量浓度