Question

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中含有的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

 

、過(guò)濾、洗滌、干燥．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：

分析：（1）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；
（2）①測(cè)定廢氣A中SO₂的含量，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；
②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，氣體質(zhì)量增大；
（3）廢氣凈化后加入硫酸鐵氧化二氧化硫?yàn)榱蛩�，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；
②加入過(guò)量鋅粉還原亞鐵離子和鐵離子；
③分析可知固體A為鋅和鐵；
④操作b是溶液中得到純凈皓礬晶體，采取冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌干燥等步驟得到；

解答： 解：（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�，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⁺+SO₄^2-+4H⁺；
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
②加入過(guò)量鋅粉還原亞鐵離子和鐵離子，除溶液中的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）；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)探究方法和過(guò)程分析判斷，主要是物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用．掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．