Question

【题目】烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。目前最常用的脱硫技术是湿法石灰石—石膏脱硫，即利用石灰石和烟气中的SO2反应生成石膏一脱除SO2。某研究性学习小组在实验室利用如图所示装置制备模拟烟气(主要成分为SO2、CO2、N2、O2)，并测定烟气中SO2的体积分数以及研究烟气通过转化器的脱硫效率。回答下列问题：

Ⅰ.模拟烟气的制备。

(1)装置 A中盛装浓硫酸的仪器名称是_____________，写出装置A中发生反应的化学方程式：________。

Ⅱ.测定烟气中SO2的体积分数。

(2)已知装置C、D中盛有的药品分别是酸性KMnO4溶液、饱和NaHCO3溶液，写出装置C的作

用：_______________，装置D中饱和NaHCO3溶液中的离子浓度由大到小的关系为_____________。

(3)①甲同学认为应该在装置C、D之间增加一个盛有品红溶液的洗气瓶，理由是_____________。

②乙同学根据模拟烟气的流速a mL/min和t1分钟后测得的量筒内液体的体积VmL，计算烟气中二氧化硫的体积分数。为保证准确读取量筒读数应注意：a.将装置冷却至室温；b._________；c.平视。

Ⅲ.模拟烟气通过转化器的脱硫效率研究。

(4)将模拟烟气通过装置E，其中盛有FeCl2、FeCl3的混合溶液，它可以催化SO2与氧气的反应以达到脱硫的目的。写出催化剂参与反应过程中的离子方程式：SO2+2H2O+2Fe3+=SO42-+2Fe2++4H+、____________。

(5)若模拟烟气仍以amL/min的流速通过转化器E装置，t2分钟后，向E装置中加入酸化的BaCl2溶液，得到白色浑浊液，经过滤、洗涤、干燥、称量，得到m g固体。若实验测得的气体体积已折算为标准状况下的体积，则该转化器的脱硫效率是________________。

Answer 1

【答案】 圆底烧瓶 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O 吸收烟气中的SO2气体 c(Na+)＞c()＞c()＞c(H+)＞c() 检验SO2是否被完全吸收 上下移动量筒使得量筒液面与广口瓶D中液面相平 4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+

【解析】（1）装置 A中盛装浓硫酸的仪器是圆底烧瓶；装置A中炭与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫、水，化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O；

答案为：圆底烧瓶 、 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O

（2）欲测定烟气中SO2，先用高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，用排水量气法测量剩余气体体积；在NaHCO3溶液中存在水解和电离，水解程度大于电离程度，溶液显碱性，其水解方程式为： +H2O H2CO3+，NaHCO3溶液呈碱性，水解程度大于电离程度，c（OH-）＞c（H+），所以离子浓度关系为： c(Na+)＞c()＞c()＞c(H+)＞c()；答案为：吸收烟气中的SO2气体 ；c(Na+)＞c()＞c()＞c(H+)＞c()

（3）①需要检验二氧化硫是否完全吸收，所以在C、 D 之间增加一个盛有品红溶液的洗气瓶检验二氧化硫是否被完全吸收②在准确读取量筒读数之前冷却至室温、并上下移动量筒使得量筒液面与广口瓶液面相平。答案为：检验SO2是否被完全吸收 ；上下移动量筒使得量筒液面与广口瓶D中液面相平
（4）将模拟烟气通过装置E，其中盛有FeCl2，FeCl3的混合溶液，它可以催化SO2与氧气的反应以达到脱硫的目的。Fe3+把SO2氧化为SO42-，氧气再把Fe2+氧化为Fe3+，发生反应4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+ ；答案为：4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+

（5）t2分钟内烟气中含二氧化硫的体积为：V（SO2）=at2×%；根据上述反应可知各物质之间量的关系为：

所以转化的二氧化硫气体的体积为：V（SO2）′＝则二氧化硫的转化率== 答案为：