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烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放.其研究性学习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气(主要成分SO2、CO2、N2、O2),并测定烟气中SO2的体积分数以及研究通过转化器的脱硫效率:回答
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烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放.其研究性学习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气(主要成分SO2、CO2、N2、O2),并测定烟气中SO2的体积分数以及研究通过转化器的脱硫效率:
回答下列问题:
1.模拟烟气的制备
(1)写出装置A中发生化学反应的化学方程式___;检查装置A气密性的方法是___.
2.测定烟气中SO2的体积分数
(2)欲测定烟气中SO2的体积分数,则装置按气流方向的接口顺序为a___.
(3)①甲同学认为应该在装置___(填字母)之间增加一个盛有品红溶液的洗气瓶,理由是___.
②在准确读取量筒读数之前___、并上下移动量筒使得量筒液面与广口瓶液面相平.
(4)乙同学根据模拟烟气的流速,(amL/min)和t min后量筒内液体的体积(V mL)测得二氧化硫的体积分数,其结果总是偏大,原因可能是___.
3.模拟烟气通过转化器的脱硫效率研究
(5)将模拟烟气通过装置F,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.
①写出催化剂参与反应过程中的离子方程式:___.
②丙同学在此实验过程中发现黄色溶液先变成红棕色,查阅资料得Fe3++6SO2=[Fe(SO2)6]3+(红棕色),请用化学平衡移动原理解释实验中溶液颜色变化的原因:___.
回答下列问题:
1.模拟烟气的制备
(1)写出装置A中发生化学反应的化学方程式___;检查装置A气密性的方法是___.
2.测定烟气中SO2的体积分数
(2)欲测定烟气中SO2的体积分数,则装置按气流方向的接口顺序为a___.
(3)①甲同学认为应该在装置___(填字母)之间增加一个盛有品红溶液的洗气瓶,理由是___.
②在准确读取量筒读数之前___、并上下移动量筒使得量筒液面与广口瓶液面相平.
(4)乙同学根据模拟烟气的流速,(amL/min)和t min后量筒内液体的体积(V mL)测得二氧化硫的体积分数,其结果总是偏大,原因可能是___.
3.模拟烟气通过转化器的脱硫效率研究
(5)将模拟烟气通过装置F,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.
①写出催化剂参与反应过程中的离子方程式:___.
②丙同学在此实验过程中发现黄色溶液先变成红棕色,查阅资料得Fe3++6SO2=[Fe(SO2)6]3+(红棕色),请用化学平衡移动原理解释实验中溶液颜色变化的原因:___.
▼优质解答
答案和解析
(1)装置A中是浓硫酸和碳加热反应出二氧化碳、二氧化硫和水,反应的化学方程式为:C+2H2SO4(浓)
CO2↑+SO2↑+2H2O,检验装置A气密性先密闭装置方法为:向分液漏斗中注入蒸馏水后,关闭止水夹,打开分液漏斗下端活塞使液体流下,一段时间后,液体不能继续滴下,证明气密性良好,
故答案为:C+2H2SO4(浓)
CO2↑+SO2↑+2H2O;向分液漏斗中注入蒸馏水后,关闭止水夹,打开分液漏斗下端活塞使液体流下,一段时间后,液体不能继续滴下,证明气密性良好;
(2)装置A按照碳和浓硫酸加热反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,通过装置B模拟烟气,进入装置C检验和吸收二氧化硫气体,进入装置D,导气管短进长出,排碳酸氢钠溶液进入装置E测定二氧化碳体积,据此计算测定烟气中SO2的体积分数,则装置按气流方向的接口顺序为abcedf,
故答案为:bcedf;
(3)①应该在装置CD之间增加一个盛有品红溶液的洗气瓶,检验二氧化硫是否除净,
故答案为:C、D;检验是否被完全吸收;
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.
故答案为:冷却至室温;
(4)乙同学根据模拟烟气的流速,(amL/min)和t min后量筒内液体的体积(V mL)测得二氧化硫的体积分数,其结果总是偏大,原因可能是模拟烟气中的氧气与溶解在水中的二氧化硫反应,
故答案为:模拟烟气中的氧气与溶解在水中的二氧化硫反应;
3.模拟烟气通过转化器的脱硫效率研究
(5)①SO2+2H2O+2Fe3+═SO42-+2Fe2++4H+ 在反应①中三价铁离子被还原为二价铁离子,要想保持质量、性质不变,得到的二价铁离子应该被氧气氧化为三价铁离子,反应的方程式为:4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+,
故答案为:SO2+2H2O+2Fe3+=SO42-+2Fe2++4H+;4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+;
②Fe3+和SO2生成红棕色的Fe(SO2)63+反应速率较快:Fe3++6SO2⇌Fe(SO2)63+,平衡向右移动,溶液由黄色变为红棕色,
故答案为:平衡向右移动,溶液由黄色变为红棕色.
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故答案为:C+2H2SO4(浓)
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(2)装置A按照碳和浓硫酸加热反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,通过装置B模拟烟气,进入装置C检验和吸收二氧化硫气体,进入装置D,导气管短进长出,排碳酸氢钠溶液进入装置E测定二氧化碳体积,据此计算测定烟气中SO2的体积分数,则装置按气流方向的接口顺序为abcedf,
故答案为:bcedf;
(3)①应该在装置CD之间增加一个盛有品红溶液的洗气瓶,检验二氧化硫是否除净,
故答案为:C、D;检验是否被完全吸收;
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.
故答案为:冷却至室温;
(4)乙同学根据模拟烟气的流速,(amL/min)和t min后量筒内液体的体积(V mL)测得二氧化硫的体积分数,其结果总是偏大,原因可能是模拟烟气中的氧气与溶解在水中的二氧化硫反应,
故答案为:模拟烟气中的氧气与溶解在水中的二氧化硫反应;
3.模拟烟气通过转化器的脱硫效率研究
(5)①SO2+2H2O+2Fe3+═SO42-+2Fe2++4H+ 在反应①中三价铁离子被还原为二价铁离子,要想保持质量、性质不变,得到的二价铁离子应该被氧气氧化为三价铁离子,反应的方程式为:4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+,
故答案为:SO2+2H2O+2Fe3+=SO42-+2Fe2++4H+;4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+;
②Fe3+和SO2生成红棕色的Fe(SO2)63+反应速率较快:Fe3++6SO2⇌Fe(SO2)63+,平衡向右移动,溶液由黄色变为红棕色,
故答案为:平衡向右移动,溶液由黄色变为红棕色.
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