Question

【題目】Ⅰ.某同學(xué)為了檢驗(yàn)濃硫酸與木炭粉在加熱條件下反應(yīng)產(chǎn)生的所有氣體產(chǎn)物，選用了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

A	B	C	D

(1)為驗(yàn)證上述氣體，將混合氣體依次通過(guò)所用儀器，其順序?yàn)椋夯旌蠚怏w→_____→ A →_____→_____（每種儀器只能使用一次）

(2)A中品紅溶液的作用是__________________________。

(3)確定有CO2生成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________________________________________。

(4)在不影響實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)結(jié)果的情況下，理論上B中的高錳酸鉀溶液還可以用下列哪些試劑代替_____________

①飽和NaHCO3溶液 ②濃硫酸 ③氯水 ④H2S溶液 ⑤Na2SO3溶液

Ⅱ.實(shí)驗(yàn)室二氧化硫尾氣吸收與工業(yè)煙氣脫硫的化學(xué)原理相通。石灰-石膏法和堿法是常用的煙氣脫硫法。

石灰-石膏法的吸收反應(yīng)為SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O。吸收產(chǎn)物亞硫酸鈣由管道輸送至氧化塔氧化，反應(yīng)為2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4·2H2O。其流程如下圖：

堿法的吸收反應(yīng)為SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。堿法的特點(diǎn)是氫氧化鈉堿性強(qiáng)、吸收快、效率高。其流程如下圖：

已知：

試劑	Ca(OH)2	NaOH
價(jià)格（元/kg）	0.36	2.9
吸收SO2的成本（元/mol）	0.027	0.232

(1)石灰-石膏法和堿法吸收二氧化硫的化學(xué)原理相同之處是 ____________________ 。和堿法相比，石灰-石膏法的優(yōu)點(diǎn)是 ________________ ，缺點(diǎn)是 ________________ 。

(2)某學(xué)習(xí)小組在石灰-石膏法和堿法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一個(gè)改進(jìn)的、能實(shí)現(xiàn)物料循環(huán)的煙氣脫硫方案，流程圖中的甲、乙、丙各是__________________、___________________、___________________（填化學(xué)式）

Answer 1

【答案】 混合氣體→ D → A → B → C 檢驗(yàn)氣體中的二氧化硫 B中高錳酸鉀未溶液完全褪色，C中變混濁。 ③ 酸性氧化物與堿的反應(yīng) 原料便宜，成本低 吸收慢，效率低 NaOH Ca(OH)2 Na2SO3

【解析】Ⅰ.(1)反應(yīng)后所得混合氣體中混有CO2、SO2及H2O(g)，應(yīng)依次檢驗(yàn)H2O(g)、SO2、CO2，將混合氣體依次通過(guò)所用儀器，其順序?yàn)椋夯旌蠚怏w→D→ A →B→C；

(2)A中品紅溶液的作用是檢驗(yàn)氣體中的二氧化硫；

(3)確定有CO2生成，首先要排除SO2的干擾，則觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是B中高錳酸鉀未溶液完全褪色，C中變混濁；

(4)酸性高錳酸鉀的作用是吸收SO2，同時(shí)確保SO2已經(jīng)完全除去，則可選擇的試劑應(yīng)有較強(qiáng)氧化性，且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要有顏色變化，便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，故可以用氯水代替，答案為③；Ⅱ.(1)灰-石膏法與堿法吸收SO2都是利用SO2是酸性氧化物可與堿反應(yīng)的性質(zhì)來(lái)吸收SO2的；利用題中已知和有關(guān)信息可知采用石灰-石膏法所用原料易得、成本低等；由于吸收產(chǎn)物亞硫酸鈣由管道輸送至氧化塔氧化，所以缺點(diǎn)為亞硫酸鈣在輸送中容易造成管道堵塞，導(dǎo)致吸收速率慢、效率低，

(2)將亞硫酸鈉和氫氧化鈣發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成NaOH，然后再將亞硫鈣氧化得到二水硫酸鈣，這樣NaOH能循環(huán)利用，涉及反應(yīng)為：SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O，Na2SO3+Ca(OH)2═CaSO3+2NaOH，2CaSO3+O2=2CaSO4，則甲為NaOH、乙為Ca(OH)2、丙為Ns2SO3。