Question

【題目】除去燃煤煙氣中的有毒氣體，一直是重要的科研課題。某科研小組設(shè)計(jì)如下裝 置模擬工業(yè)脫硫脫氮，探究SO2和NO同時(shí)氧化的吸收效果。模擬煙氣由N2 (90.02%)、SO2(4.99%)、NO(4.99%)混合而成，各氣體的流量分別由流量計(jì)控制，調(diào)節(jié)三路氣體相應(yīng)的流量比例，充分混合后進(jìn)入A。已知：FeSO4+NO[Fe(NO)]SO4(棕色)

(l)儀器A的名稱是____，該裝置出氣管口有兩個(gè)玻璃球泡，其作用是____。

(2)反應(yīng)前裝置中需要先通入一段時(shí)間N2，目的是____，其操作方法是____。

(3)實(shí)驗(yàn)中A瓶出現(xiàn)黑色沉淀，寫出 A瓶中脫硫反應(yīng)的離子方程式____。繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)B瓶溶液顏色不變、C瓶溶液出現(xiàn)棕色，這些現(xiàn)象說明____。

(4)關(guān)閉活塞e，打開活塞d，在其出氣管口，用NO檢測(cè)儀研究A在不同溫度時(shí)的脫氮率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示，分析圖中信息，得出的結(jié)論是____。在55℃之前，脫氮率隨溫度升高而變化的原因可能是____。

Answer 1

【答案】洗氣瓶 消除氣泡 排除裝置內(nèi)的空氣 關(guān)閉d，打開e、a 2H2O+3SO2+2MnO4-=3SO42-+2MnO2↓+4H+或者2CO(NH2)2+4H2O+3SO2+2MnO4-=3SO42-+2MnO2↓+4NH4++2CO2↑ SO2完全吸收，NO不完全吸收 在55℃之前，脫氮率隨溫度升高而升高，在55℃之后，脫氮率隨溫度升高而降低。（或者：隨溫度升高，脫氮率先升高后降低） 溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快

【解析】

本題以工業(yè)脫硫脫氮為載體，考查儀器名稱與作用、實(shí)驗(yàn)操作與目的等相關(guān)知識(shí)，從數(shù)據(jù)、圖形和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中提取信息進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析與解釋的能力。本題情境來源于真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)，難度適中

（1）洗氣瓶是一種用液體吸收劑通過鼓泡的方式吸收氣體中的雜質(zhì)，達(dá)到凈化氣體作用的一種常用玻璃儀器，實(shí)驗(yàn)室可用廣口瓶（或錐形瓶、大試管）與長(zhǎng)短玻璃管制成簡(jiǎn)易的洗氣裝置。鼓泡吸收時(shí)，可能有未破裂的氣泡進(jìn)入出氣管口堵塞氣路，此洗氣瓶出氣管口有兩個(gè)玻璃球泡，有消除氣泡作用。故答案為：洗氣瓶；消除氣泡。

（2）O2與NO常溫下即可發(fā)生反應(yīng)，SO2在溶液中也可以與O2發(fā)生反應(yīng)，為了避免空氣中O2對(duì)NO、SO2的吸收或檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾，實(shí)驗(yàn)中需要先關(guān)閉d、打開e，形成氣體通路，再打開a通入氮?dú)�，將整個(gè)裝置內(nèi)的空氣排走。故答案為：排除裝置內(nèi)的空氣；關(guān)閉d，打開e、a。答案：排除裝置內(nèi)的空氣；關(guān)閉d，打開e、a。

（3）高錳酸鉀溶液會(huì)將NO、SO2氧化成HNO3和H2SO4，高錳酸鉀的還原產(chǎn)物為黑色沉淀MnO2，利用尿素水解的氨來中和溶液中生成的酸，避免對(duì)實(shí)驗(yàn)造成干擾。故方程式為2H2O+3SO2+2MnO4-=3SO42-+2MnO2↓+4H+；或者2CO(NH2)2+4H2O+3SO2+2MnO4-=3SO42-+2MnO2↓+4NH4++2CO2↑。繼續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)B瓶品紅溶液顏色不變，說明氣體中SO2幾乎除凈；C瓶溶液硫酸亞鐵溶液出現(xiàn)棕色，由題目中的信息可知，NO不完全吸收。故答案為2H2O+3SO2+2MnO4-=3SO42-+2MnO2↓+4H+或者2CO(NH2)2+4H2O+3SO2+2MnO4-=3SO42-+2MnO2↓+4NH4++2CO2↑；SO2完全吸收，NO不完全吸收。

（4）前半段曲線上升，是因?yàn)闇囟却偈狗磻?yīng)速率加快，也可能是反應(yīng)中生成的Mn2+自催化作用變強(qiáng)所致；后半段曲線下降，可能溫度過高，氣體的溶解度降低，影響了氣體的溶解吸收，也可能是Mn2+的催化作用變?nèi)跛�致。故答案為：�?/span>55℃之前，脫氮率隨溫度升高而升高。在55℃之后，脫氮率隨溫度升高而降低。（或者：隨溫度升高，脫氮率先升高后降低）；在55℃之前，脫氮率隨溫度升高而變化的原因可能是溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快。