(18分)含硫物质燃烧会产生大量烟气，主要成分是SO2、CO2、N2、O2。某研究性学习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气，并测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率

题型：不详难度：来源：

(18分)含硫物质燃烧会产生大量烟气，主要成分是SO₂、CO₂、N₂、O₂。某研究性学习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气，并测算模拟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)用A装置制SO₂，其化学反应方程式为                  。
(2)用B装置制CO₂，使用该装置优点的是                      。
(3)将制得的气体与空气充分混合，获得模拟烟气用于后续实验。
II．测定烟气中SO₂的体积分数
(4)将部分模拟烟气缓慢通过C、D装置，其中C、D中盛有的药品分别是      、      。(填序号)
①KMnO₄溶液  ②饱和NaHSO₃溶液  ③饱和Na₂CO₃溶液  ④饱和NaHCO₃溶液
(5)若模拟烟气的流速为a mL/min，若t₁分钟后，测得量简内液体体积为V mL(已折算为标准状况)，则SO₂的体积分数是          。
III．测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率(已转化的SO₂占原有SO₂的百分比)
(6)将模拟烟气通过转化器E装置，E装置中盛有FeCl₂、FeCl₃的混合溶液，常温下，它可催化SO₂与O₂的反应，以达到脱硫目的。写出SO₂与FeCl₃溶液参与反应过程的离子方程式            。
(7)若模拟烟气仍以a mL/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     、洗涤、      、称量，得到mg固体。若实验的气体体积已折算为标准状况，则该转化器的脱硫效率是          。

答案

I.（1）Cu + 2H₂SO₄（浓）CuSO₄ + 2H₂O + SO₂↑（2分）
（2）可以随时控制反应的发生和停止（2分）
Ⅱ．（4）①  ④（各1分，共2分） （5）% （3分）
（6）2H₂O + 2Fe³⁺ + SO₂ ＝2Fe²⁺ + SO₄^2- + 4H⁺ （2分）
（7）过滤 （2分）    干燥 （2分）   （3分）

解析

试题分析：（1）装置A需要加热，这说明所用试剂是浓硫酸和铜，反应的化学方程式为Cu + 2H₂SO₄（浓）CuSO₄ + 2H₂O + SO₂↑。
（2）B装置制CO₂，属于简易启普发生器，使用该装置优点的是通过控制长颈漏斗盐酸的加入量，控制反应的发生和停止。
Ⅱ．（4）二氧化硫具有强的还原性，可以用强氧化性的高锰酸钾吸收；二氧化碳在饱和碳酸钠溶液中的溶解度很小，可以用排饱和碳酸氢钠溶液来侧量其体积，故答案为：①④；
（5）二氧化碳的体积是Vml，则二氧化碳的体积分数为： ，则二氧化硫的体积分数为100%－＝%；
（6）①SO₂+2H₂O+2Fe³⁺═SO₄^2-+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⁺；
（7）为了保证准确的测量出反应生成的硫酸钡固体，从溶液中分离固体硫酸钡，依次进行过滤、洗涤、干燥的操作；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：
SO₂～SO₄^2-～BaSO₄
22400ml          233g
V（SO₂）′    mg
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=