Question

11．Ⅰ某火力發(fā)電廠以煤為燃料，排出的廢氣中含有CO₂、SO₂、水蒸氣．為檢驗該廢氣中的成分，用如圖所示的裝置進行實驗：

（1）儀器連接的順序為（填導管接口字母）e→f→c→d→b→a；
（2）根據(jù)B中品紅褪色現(xiàn)象證明有SO₂，根據(jù)D中品紅不褪色，A中有白色沉淀現(xiàn)象證明有CO₂；
（3）裝置B的作用是檢驗SO₂，裝置D的作用是檢驗SO₂是否除盡．
Ⅱ為探究SO₂的漂白是SO₂直接作用于有色物質，還是SO₂與水反應的產物的作用，設計如圖2裝置進行實驗：
（圖中所用硫酸的質量分數(shù)為70%）

（4）亞硫酸鈉與濃硫酸反應的化學方程式：Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂0；
（5）為探究干燥的SO₂ 能不能使品紅褪色，請指出設計的實驗裝置圖中兩個明顯的不足：①二氧化硫沒有干燥（或缺少二氧化硫的干燥裝置），
②沒有尾氣吸收裝置；
（6）按照修改后的裝置，實驗中控制SO₂以大約每秒3個氣泡的速度通過品紅的酒精溶液時，經過一小時后，品紅仍不褪色．這說明品紅褪色的原因不是SO₂直接導致．所以，SO₂ 通過品紅水溶液后，引起品紅褪色的微粒可能是H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃ ^2-．

Answer 1

分析 Ⅰ、根據(jù)二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，使用裝置A中盛放的澄清石灰水檢驗二氧化碳；根據(jù)SO2既能使品紅溶液褪色還能被高錳酸鉀溶液氧化而除去，使用裝置B中品紅溶液檢驗二氧化硫，利用裝置C中高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫，使用裝置D中品紅溶液檢驗二氧化硫是否完全吸收；根據(jù)無水硫酸銅與水由白變藍，使用裝置E中盛有的白色無水硫酸銅檢驗水，由于二氧化硫也能使澄清石灰水變混濁，且A、B、C、D中的水蒸氣可能隨氣流進入E中，利用檢驗過程中互不干擾的原則，合理連接檢驗裝置；
Ⅱ（4）亞硫酸鈉與濃硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化硫和水，反應的化學方程式：Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂0；
（5）根據(jù)實驗目的及二氧化硫的性質分析，制取干燥的氣體且二氧化硫有毒，應有尾氣處理裝置；
（6）根據(jù)二氧化硫和水反應的方程式判斷溶液中存在的微粒，注意二氧化硫和水的反應是可逆反應．

解答 解：（1）由于A、B、C、D中的水蒸氣可能隨氣流進入E中會影響對廢氣中水檢驗，因此應把裝置E放在整套裝置的最前端，首先檢驗廢氣中是否含有水；由于二氧化硫也能使澄清石灰水變混濁，因此在使用澄清石灰水檢驗二氧化碳前應把廢氣中可能含有二氧化硫檢驗并全部除去；這樣分析下來，最后利用澄清石灰水檢驗廢氣中的二氧化碳即可完成整個檢驗任務；在連接裝置時，還需要注意進氣管與出氣管的選擇，進氣管一定要伸入溶液中；因此連接順序為e→f→c→d→b→a，故答案為：e→f→c→d→b→a；
（2）廢氣通入裝置B時，含有的二氧化硫氣體能使品紅溶液褪色，因此觀察到此處品紅溶液褪色時即可說明廢氣中含有二氧化硫；裝置D的品紅溶液如果不褪色，說明廢氣中的二氧化硫已完全被裝置C中高錳酸鉀溶液吸收，則不會影響后面對二氧化碳的檢驗；此時裝置A中澄清石灰水變渾濁，即說明廢氣中含有二氧化碳，故答案為：B中品紅褪色；D中品紅不褪色，A中有白色沉淀；
（3）根據(jù)對二氧化硫的檢驗與吸收：使用裝置B中品紅溶液檢驗二氧化硫，利用裝置C中高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫，使用裝置D中品紅溶液檢驗二氧化硫是否完全吸收，故答案為：檢驗SO₂；檢驗SO₂是否除盡；
Ⅱ（4）亞硫酸鈉與濃硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化硫和水，反應的化學方程式：Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂0，故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂0；
（5）該實驗是探究干燥的SO₂能不能使品紅褪色，所以二氧化硫通入品紅溶液前要進行干燥；二氧化硫有毒，所以多余氣體不能直接排空，故要有尾氣處理裝置．
故答案為：①二氧化硫沒有干燥（或缺少二氧化硫的干燥裝置）；②沒有尾氣吸收裝置；  
（6）二氧化硫和水反應生成亞硫酸，亞硫酸是二元弱酸，所以能發(fā)生兩步電離，第一步生成氫離子和亞硫酸氫根離子，亞硫酸氫根離子電離生成亞硫酸根離子和氫離子，SO₂+H₂O?H₂SO₃，H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-，HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，這些反應都是可逆反應，所以存在的含有硫元素的微粒有（除二氧化硫外）H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃ ^2-．
故答案為：H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃ ^2-．

點評 本題考查了二氧化硫漂白性的探究實驗，難度較大，分析圖中各個裝置在檢驗的過程中所發(fā)揮的作用，這是解答此類問題首先應明確的關鍵問題．