Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組想通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(yīng)生成亞硫酸鹽。

（3）CaSO3難溶于水；Na2SO3易溶于水，水溶液顯堿性。

（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證]將燃煤煙氣通過(guò)如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

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

（2）實(shí)驗(yàn)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(xiàn)_____，則煙氣中含有SO2、CO2

（3）如圖裝置B中用了過(guò)量的濃高錳酸鉀溶液不褪色，則說(shuō)明_____；燃煤煙氣中可能還含有_____氣體，所以實(shí)驗(yàn)中最后要進(jìn)行尾氣處理。

（繼續(xù)探究）工業(yè)上常用氫氧化鈉或氫氧化鈣等作為吸收劑，對(duì)燃煤煙氣進(jìn)行脫硫處理，實(shí)驗(yàn)小組想利用傳感器再探究它們對(duì)燃煤煙氣的吸收情況，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

I．如圖M所示裝置的氣密性良好，兩瓶250mL的燒瓶?jī)?nèi)收滿燃煤煙氣，貼上標(biāo)簽瓶①瓶②，對(duì)應(yīng)注射器內(nèi)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(qiáng)傳感器。

Ⅱ．打開(kāi)止水夾，兩位同學(xué)同時(shí)迅速將注射器內(nèi)85mL的液體注入各自燒瓶中，立即關(guān)閉止水夾。

Ⅲ．一段時(shí)間后，同時(shí)振蕩燒瓶。觀察到傳感器定量實(shí)時(shí)地傳回?zé)�瓶�(jī)?nèi)氣壓變化形成的圖象情況如圖N所示。

試回答下列問(wèn)題：

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

（提出新問(wèn)題）

實(shí)驗(yàn)后的廢液處理問(wèn)題：

若瓶②裝置實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)后所得溶液中是否還含有氫氧化鈉，同學(xué)們又進(jìn)行了如下探究：

（5）將瓶②裝置實(shí)驗(yàn)后所得溶液倒入燒杯中，加入足量的氯化鈣溶液，目的是_____；過(guò)濾，向?yàn)V液中滴加酚酞試液，若觀察到現(xiàn)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(jīng)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(xué)方程式：5SO2+2KMnO4+2H2O＝K2SO4+2MnSO4+2X中，反應(yīng)物中：硫原子個(gè)數(shù)為5個(gè)，鉀原子個(gè)數(shù)為2個(gè)，錳原子個(gè)數(shù)為2個(gè)，氫原子個(gè)數(shù)為4個(gè)，氧原子個(gè)數(shù)為20個(gè)；反應(yīng)后生成物中：硫原子個(gè)數(shù)為3個(gè)，鉀原子個(gè)數(shù)為2個(gè)，錳原子個(gè)數(shù)為2個(gè)，則X為：H2S；KMnO4中K為+1價(jià)，O為﹣2價(jià)，根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)的代數(shù)和為0，則Mn為+7價(jià)；

（2）實(shí)驗(yàn)中觀察到裝置A溶液褪色，說(shuō)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(xiàn)石灰水變渾濁，則煙氣中含有SO2、CO2；

（3）如圖裝置B中用了過(guò)量的濃高錳酸鉀溶液不褪色，則說(shuō)明二氧化硫已經(jīng)除盡，燃煤煙氣還可能含有未完全燃燒的一氧化碳，防止進(jìn)入空氣污染環(huán)境，所以實(shí)驗(yàn)中最后要進(jìn)行尾氣處理；

（4）根據(jù)振蕩燒瓶會(huì)加快二氧化碳的溶解，導(dǎo)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(yīng)反應(yīng)的化學(xué)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(wèn)題]

（5）因?yàn)?/span>Na2CO3、Na2SO3溶液呈堿性，要想驗(yàn)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(guò)加入足量的氯化鈣溶液除去，過(guò)濾，向?yàn)V液中滴加酚酞試液，若觀察到現(xiàn)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(jīng)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