Question

【题目】某实验小组想通过实验证明某燃煤烟气中含有CO2，SO2

（查阅资料]（1）二氧化硫能使紫红色的稀高锰酸钾溶液褪色，二氧化碳不能。

（2）二氧化硫能和可溶性碱溶液反应生成亚硫酸盐。

（3）CaSO3难溶于水；Na2SO3易溶于水，水溶液显碱性。

（实验验证]将燃煤烟气通过如图装置进行实验：

请回答下列问题：

（1）SO2能使高锰酸钾溶液褪色，反应方程式为：5SO2+2KMnO4+2H2O＝K2SO4+2MnSO4+2X，则X的化学式是_____；高锰酸钾中锰元素的化合价为_____。

（2）实验中观察到装置A溶液褪色，装置B溶液不褪色，装置C中出现_____，则烟气中含有SO2、CO2

（3）如图装置B中用了过量的浓高锰酸钾溶液不褪色，则说明_____；燃煤烟气中可能还含有_____气体，所以实验中最后要进行尾气处理。

（继续探究）工业上常用氢氧化钠或氢氧化钙等作为吸收剂，对燃煤烟气进行脱硫处理，实验小组想利用传感器再探究它们对燃煤烟气的吸收情况，实验步骤如下：

I．如图M所示装置的气密性良好，两瓶250mL的烧瓶内收满燃煤烟气，贴上标签瓶①瓶②，对应注射器内分别装有85mL的饱和石灰水、85mL的40%的氢氧化钠溶液；连接好装置和压强传感器。

Ⅱ．打开止水夹，两位同学同时迅速将注射器内85mL的液体注入各自烧瓶中，立即关闭止水夹。

Ⅲ．一段时间后，同时振荡烧瓶。观察到传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图象情况如图N所示。

试回答下列问题：

（4）导致曲线①中CD段气压急速减小的操作是_____曲线②中反应的一个化学反应方程式为_____；曲线①和曲线②差异较大的原因_____，由此得出结论：吸收燃煤烟气较合适的是_____。（填字母编号：A．氢氧化钠溶液、B氢氧化钙溶液）。

（提出新问题）

实验后的废液处理问题：

若瓶②装置实验后，所得溶液中还含有氢氧化钠，则不能直接倒入下水道中。为探究瓶②装置实验后所得溶液中是否还含有氢氧化钠，同学们又进行了如下探究：

（5）将瓶②装置实验后所得溶液倒入烧杯中，加入足量的氯化钙溶液，目的是_____；过滤，向滤液中滴加酚酞试液，若观察到现象是_____，则还含有氢氧化钠，再处理至中性后再倒入下水道中。

Answer 1

【答案】H2S +7 石灰水变浑浊 二氧化硫已经除尽 一氧化碳 振荡烧瓶 2HaOH+CO2＝Na2CO3+H2O（或2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O） 氢氧化钙溶液中含有氢氧化钙的量很少，影响了二氧化碳、二氧化硫的吸收 A 除去Na2CO3、Na2SO3 溶液变红色

【解析】

（1）在化学方程式：5SO2+2KMnO4+2H2O＝K2SO4+2MnSO4+2X中，反应物中：硫原子个数为5个，钾原子个数为2个，锰原子个数为2个，氢原子个数为4个，氧原子个数为20个；反应后生成物中：硫原子个数为3个，钾原子个数为2个，锰原子个数为2个，则X为：H2S；KMnO4中K为+1价，O为﹣2价，根据化合物中各元素化合价的代数和为0，则Mn为+7价；

（2）实验中观察到装置A溶液褪色，说明原混合气体中含有二氧化硫，装置B溶液不褪色，装置C中出现石灰水变浑浊，则烟气中含有SO2、CO2；

（3）如图装置B中用了过量的浓高锰酸钾溶液不褪色，则说明二氧化硫已经除尽，燃煤烟气还可能含有未完全燃烧的一氧化碳，防止进入空气污染环境，所以实验中最后要进行尾气处理；

（4）根据振荡烧瓶会加快二氧化碳的溶解，导致曲线①中CD段气压急速减小的操作是振荡烧瓶；二氧化硫、二氧化碳都可以和氢氧化钠反应反应的化学方程式为：2HaOH+CO2＝Na2CO3+H2O，2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O；氢氧化钙溶液中含有氢氧化钙的量很少，影响了二氧化碳、二氧化硫的吸收，所以曲线①和曲线②差异较大；由于氢氧化钠溶液吸收二氧化碳、二氧化硫比较多，所以吸收燃煤烟气用NaOH溶液较合适；

[提出新问题]

（5）因为Na2CO3、Na2SO3溶液呈碱性，要想验证溶液中是否含有氢氧化钠，要先除去Na2CO3、Na2SO3的干扰，可以通过加入足量的氯化钙溶液除去，过滤，向滤液中滴加酚酞试液，若观察到现象是溶液变红色，则还含有氢氧化钠。

故答案为：

（1）H2S+7；（2）石灰水变浑浊；（3）二氧化硫已经除尽一氧化碳；（4）振荡烧瓶 2HaOH+CO2＝Na2CO3+H2O（或2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O） 氢氧化钙溶液中含有氢氧化钙的量很少，影响了二氧化碳、二氧化硫的吸收 A；（5）除去Na2CO3、Na2SO3 溶液变红色