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(yàn)該廢氣中的成分，用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（1）儀器連接的順序?yàn)椋ㄌ顚?dǎo)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(yàn)SO₂，裝置D的作用是檢驗(yàn)SO₂是否除盡．
Ⅱ?yàn)樘骄縎O₂的漂白是SO₂直接作用于有色物質(zhì)，還是SO₂與水反應(yīng)的產(chǎn)物的作用，設(shè)計(jì)如圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
（圖中所用硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%）

（4）亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)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(qǐng)指出設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置圖中兩個(gè)明顯的不足：①二氧化硫沒(méi)有干燥（或缺少二氧化硫的干燥裝置），
②沒(méi)有尾氣吸收裝置；
（6）按照修改后的裝置，實(shí)驗(yàn)中控制SO₂以大約每秒3個(gè)氣泡的速度通過(guò)品紅的酒精溶液時(shí)，經(jīng)過(guò)一小時(shí)后，品紅仍不褪色．這說(shuō)明品紅褪色的原因不是SO₂直接導(dǎo)致．所以，SO₂ 通過(guò)品紅水溶液后，引起品紅褪色的微�？赡苁荋₂SO₃、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(yàn)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(yàn)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(yàn)二氧化硫是否完全吸收；根據(jù)無(wú)水硫酸銅與水由白變藍(lán)，使用裝置E中盛有的白色無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)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(jìn)入E中，利用檢驗(yàn)過(guò)程中互不干擾的原則，合理連接檢驗(yàn)裝置；
Ⅱ（4）亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂0；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募岸�氧化硫的性質(zhì)分析，制取干燥的氣體且二氧化硫有毒，應(yīng)有尾氣處理裝置；
（6）根據(jù)二氧化硫和水反應(yīng)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(yīng)是可逆反應(yīng)．

解答 解：（1）由于A、B、C、D中的水蒸氣可能隨氣流進(jìn)入E中會(huì)影響對(duì)廢氣中水檢驗(yàn)，因此應(yīng)把裝置E放在整套裝置的最前端，首先檢驗(yàn)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(yàn)二氧化碳前應(yīng)把廢氣中可能含有二氧化硫檢驗(yàn)并全部除去；這樣分析下來(lái)，最后利用澄清石灰水檢驗(yàn)廢氣中的二氧化碳即可完成整個(gè)檢驗(yàn)任務(wù)；在連接裝置時(shí)，還需要注意進(jìn)氣管與出氣管的選擇，進(jìn)氣管一定要伸入溶液中；因此連接順序?yàn)閑→f→c→d→b→a，故答案為：e→f→c→d→b→a；
（2）廢氣通入裝置B時(shí)，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(shí)即可說(shuō)明廢氣中含有二氧化硫；裝置D的品紅溶液如果不褪色，說(shuō)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(huì)影響后面對(duì)二氧化碳的檢驗(yàn)；此時(shí)裝置A中澄清石灰水變渾濁，即說(shuō)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(duì)二氧化硫的檢驗(yàn)與吸收：使用裝置B中品紅溶液檢驗(yàn)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(yàn)二氧化硫是否完全吸收，故答案為：檢驗(yàn)SO₂；檢驗(yàn)SO₂是否除盡；
Ⅱ（4）亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂0，故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂0；
（5）該實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(méi)有干燥（或缺少二氧化硫的干燥裝置）；②沒(méi)有尾氣吸收裝置；  
（6）二氧化硫和水反應(yīng)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(yīng)都是可逆反應(yīng)，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(diǎn)評(píng) 本題考查了二氧化硫漂白性的探究實(shí)驗(yàn)，難度較大，分析圖中各個(gè)裝置在檢驗(yàn)的過(guò)程中所發(fā)揮的作用，這是解答此類問(wèn)題首先應(yīng)明確的關(guān)鍵問(wèn)題．