Question

黃鐵礦（FeS₂）燃燒產(chǎn)生的SO₂通過下列工藝過程既能制得H₂SO₄，又能制得H₂。

（1）該過程中能循環(huán)利用的物質(zhì)為         。
（2）在該過程中，使用膜反應(yīng)器及時分離出HI分解產(chǎn)生的H₂，目的是           （用平衡移動的原理解釋）。
（3）某研究性學(xué)習(xí)小組欲探究SO₂能否與BaCl₂溶液反應(yīng)生成BaSO₃沉淀，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。已知濃硫酸的沸點(diǎn)為338℃，加熱時酒燈火焰的溫度為400℃～500℃。
①甲同學(xué)用裝置I進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)BaCl₂溶液中出現(xiàn)白色沉淀，且白色沉淀不溶于鹽酸，請解釋生成該白色沉淀的可能原因                        （用離子方程式表示）。
②乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的裝置不完善，設(shè)計(jì)了改進(jìn)裝置II進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持裝置和A中加熱裝置已略，氣密性已檢查）。

a．打開彈簧夾通入N₂，一段時間后關(guān)閉彈簧夾；b．滴加一定量濃硫酸，加熱A，一段時間后C中未見沉淀生成。操作a的目的是                            ，裝置B中的劑是                    。
③丙同學(xué)取乙實(shí)驗(yàn)后的C中溶液少許，滴加一種無色溶液，產(chǎn)生不溶于鹽酸的白色沉淀，丙同學(xué)滴加的試劑可能是           （填字母編號）。
a．NaOH溶液        b．H₂O₂溶液     c．新制氯水        d．酸性KmnO₄溶液  
④裝置D中與導(dǎo)管連接的是硬質(zhì)玻璃管，則裝置D的作用是                   。

Answer 1

（1）I₂ （2分）
（2）使平衡向正反應(yīng)方向移動，提高產(chǎn)物的產(chǎn)率。（2分）
（3）① SO₄^2－＋Ba²⁺=BaSO₄↓或2Ba²⁺＋2SO₂＋O₂＋2H₂O=2BaSO₄↓＋4H⁺（2分，答對一個即給分）
② 排出裝置中的O₂（2分） 飽和NaHSO₃溶液（2分）
③ b（2分）            ④吸收尾氣并防倒吸（2分）

解析試題分析：（1）由工藝流程可知能循環(huán)利用的物質(zhì)為I₂。（2）及時分離出HI分解產(chǎn)生的H₂，使HI的分解平衡向正反應(yīng)方向移動，提高了I₂和H₂的產(chǎn)率。（3）本小題首先抓住已知信息“濃硫酸的沸點(diǎn)為338 ℃，加熱時酒精燈火焰的溫度為400℃～500℃”，說明濃硫酸在溫度較高時也能揮發(fā)出H₂SO₄蒸氣。①白色沉淀應(yīng)為BaSO₄，可能原因有二：一是揮發(fā)出的H₂SO₄提供的SO₄^2－與Ba²⁺反應(yīng)生成，二是空氣中O₂的氧化所致。②操作a通入N₂目的是排出裝置中的O₂。C中未見沉淀生成，說明B中的試劑能吸收揮發(fā)出的H₂SO₄且不產(chǎn)生新的雜質(zhì)，還不能與SO₂反應(yīng)，故該試劑應(yīng)是飽和NaHSO₃溶液。③乙實(shí)驗(yàn)后的C中的溶液會溶有SO₂，題中不溶于鹽酸的白色沉淀應(yīng)是BaSO₄，滴加一種無色溶液， 只能是H₂O₂溶液。④裝置D的作用是既能吸收未反應(yīng)的SO₂防止大氣污染，又能防止NaOH溶液倒吸入裝置C中影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
考點(diǎn)：本題是以研究SO₂的性質(zhì)為載體的實(shí)驗(yàn)題，涉及化學(xué)平衡的移動原理的考查。