Question

【題目】硫酸工業(yè)產(chǎn)生的廢氣A（主要成分：SO2、O2、N2、CO2等）排放到空氣中會(huì)污染環(huán)境。某化學(xué)興趣小組對(duì)廢氣A的組成進(jìn)行探究，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

（1）同學(xué)甲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)廢氣A中含有CO2，應(yīng)選擇的試劑有_________。

A．NaOH溶液 B．酸性KMnO4溶液 C．澄清石灰水 D．鹽酸

（2）同學(xué)乙欲測(cè)定廢氣A中SO2的含量，取a L廢氣A并設(shè)計(jì)了如下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①為了保證實(shí)驗(yàn)成功，裝置A應(yīng)具有的現(xiàn)象是___________，攪拌的目的是___________。

②同學(xué)丙認(rèn)為A裝置前后的質(zhì)量差就是a L廢氣中含有的SO2的質(zhì)量，然后進(jìn)行含量計(jì)算。經(jīng)小組討論后，同學(xué)丁提出疑問(wèn)，按照同學(xué)丙的實(shí)驗(yàn)，若廢氣中SO2完全被吸收，則最后測(cè)定的結(jié)果應(yīng)該偏大，同學(xué)丁推斷的理由是_______________________________。

（3）興趣小組的同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)可利用硫酸工業(yè)廢氣A制備皓礬（ZnSO4·7H2O）。實(shí)驗(yàn)?zāi)�擬制備皓礬工業(yè)流程如下：

①氧化中加入硫酸鐵發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________________。

②加入Zn粉的目的是_________________________________。

③固體A主要成分是__________________。

④操作b得到純凈皓礬晶體，必要的操作是蒸發(fā)濃縮、__________、過(guò)濾、洗滌、干燥。

Answer 1

【答案】 BC KMnO4溶液的紫紅色不能完全褪色 提高SO2的吸收率 可能有部分SO2被O2氧化使溶液質(zhì)量增加 2Fe3++ SO2+ 2H2O=2 Fe2++SO42-+4H+ 除溶液中的Fe2+、Fe3+等 Fe、Zn（或鐵、鋅） 結(jié)晶

【解析】試題分析：（1）硫酸工業(yè)產(chǎn)生的廢氣A（主要成分：SO2、O2、N2、CO2等）排放到空氣中會(huì)污染環(huán)境，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)廢氣A中含有的CO2，需要除去二氧化硫，避免干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，除凈二氧化硫的氣體通過(guò)澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳的存在，石灰水變渾濁證明含有二氧化碳，所以A中為高錳酸鉀溶液，B中為澄清石灰水；故答案為：BC。

（2）①為了保證實(shí)驗(yàn)成功需要在A裝置中用高錳酸鉀溶液全部吸收，高錳酸鉀溶液不褪色證明二氧化硫吸收完全，攪拌的主要作用是充分吸收二氧化硫，提高吸收率；

故答案為：KMnO4溶液的紫紅色不能完全褪色；提高SO2的吸收率；

②按照同學(xué)丙的實(shí)驗(yàn)，若廢氣中SO2完全被吸收，測(cè)定的結(jié)果應(yīng)該偏大，可能是生成的亞硫酸被氣體中氧氣氧化，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生2H2SO3+O2=2H2SO4，導(dǎo)致測(cè)定氣體質(zhì)量增大；

故答案為：2H2SO3+O2=2H2SO4；

（3）廢氣凈化后加入硫酸鐵氧化二氧化硫?yàn)榱蛩幔�硫酸鐵被還原為硫酸亞鐵，加入過(guò)量鋅粉還原亞鐵離子和鐵離子，得到固體A為鋅和鐵，濾液為硫酸鋅溶液，通過(guò)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌干燥等步驟得到硫酸鋅晶體；

①“氧化”中加入硫酸鐵發(fā)生反應(yīng)是和其他中二氧化硫發(fā)生還會(huì)有反應(yīng)生成硫酸亞鐵和硫酸，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+；

故答案為：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+；

②加入過(guò)量鋅粉還原亞鐵離子和鐵離子，除溶液中Fe2+、Fe3+等，故答案為：除溶液中的Fe2+、Fe3+等；

③分析可知固體A為鋅和鐵；故答案為：Zn、Fe；

④操作b是溶液中得到純凈皓礬晶體，必要的操作為：冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌，干燥等步驟得到；

故答案為：蒸發(fā)（濃縮）、降溫（結(jié)晶）；