Question

【題目】硫酸工業產生的廢氣A（主要成分：SO2、O2、N2、CO2等）排放到空氣中會污染環境。某化學興趣小組對廢氣A的組成進行探究，請回答下列問題。

（1）同學甲設計實驗檢驗廢氣A中含有CO2，應選擇的試劑有_________。

A．NaOH溶液 B．酸性KMnO4溶液 C．澄清石灰水 D．鹽酸

（2）同學乙欲測定廢氣A中SO2的含量，取a L廢氣A并設計了如下裝置進行實驗。

①為了保證實驗成功，裝置A應具有的現象是___________，攪拌的目的是___________。

②同學丙認為A裝置前后的質量差就是a L廢氣中含有的SO2的質量，然后進行含量計算。經小組討論后，同學丁提出疑問，按照同學丙的實驗，若廢氣中SO2完全被吸收，則最后測定的結果應該偏大，同學丁推斷的理由是_______________________________。

（3）興趣小組的同學查閱資料發現可利用硫酸工業廢氣A制備皓礬（ZnSO4·7H2O）。實驗模擬制備皓礬工業流程如下：

①氧化中加入硫酸鐵發生反應的離子方程式是____________________。

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，必要的操作是蒸發濃縮、__________、過濾、洗滌、干燥。

Answer 1

【答案】 BC KMnO4溶液的紫紅色不能完全褪色 提高SO2的吸收率 可能有部分SO2被O2氧化使溶液質量增加 2Fe3++ SO2+ 2H2O=2 Fe2++SO42-+4H+ 除溶液中的Fe2+、Fe3+等 Fe、Zn（或鐵、鋅） 結晶

【解析】試題分析：（1）硫酸工業產生的廢氣A（主要成分：SO2、O2、N2、CO2等）排放到空氣中會污染環境，設計實驗檢驗廢氣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，除凈二氧化硫的氣體通過澄清石灰水檢驗二氧化碳的存在，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為了保證實驗成功需要在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按照同學丙的實驗，若廢氣中SO2完全被吸收，測定的結果應該偏大，可能是生成的亞硫酸被氣體中氧氣氧化，實驗過程中發生2H2SO3+O2=2H2SO4，導致測定氣體質量增大；

故答案為：2H2SO3+O2=2H2SO4；

（3）廢氣凈化后加入硫酸鐵氧化二氧化硫為硫酸，硫酸鐵被還原為硫酸亞鐵，加入過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，通過蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌干燥等步驟得到硫酸鋅晶體；

①“氧化”中加入硫酸鐵發生反應是和其他中二氧化硫發生還會有反應生成硫酸亞鐵和硫酸，反應的離子方程式為：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+；

故答案為：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+；

②加入過量鋅粉還原亞鐵離子和鐵離子，除溶液中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：冷卻結晶，過濾洗滌，干燥等步驟得到；

故答案為：蒸發（濃縮）、降溫（結晶）；