【題目】煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。目前最常用的脫硫技術(shù)是濕法石灰石—石膏脫硫,即利用石灰石和煙氣中的SO2反應(yīng)生成石膏一脫除SO2。某研究性學習小組在實驗室利用如圖所示裝置制備模擬煙氣(主要成分為SO2、CO2、N2、O2),并測定煙氣中SO2的體積分數(shù)以及研究煙氣通過轉(zhuǎn)化器的脫硫效率;卮鹣铝袉栴}:

Ⅰ.模擬煙氣的制備。

(1)裝置 A中盛裝濃硫酸的儀器名稱是_____________,寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式:________。

Ⅱ.測定煙氣中SO2的體積分數(shù)。

(2)已知裝置C、D中盛有的藥品分別是酸性KMnO4溶液、飽和NaHCO3溶液,寫出裝置C的作

用:_______________,裝置D中飽和NaHCO3溶液中的離子濃度由大到小的關(guān)系為_____________

(3)①甲同學認為應(yīng)該在裝置C、D之間增加一個盛有品紅溶液的洗氣瓶,理由是_____________。

②乙同學根據(jù)模擬煙氣的流速a mL/min和t1分鐘后測得的量筒內(nèi)液體的體積VmL,計算煙氣中二氧化硫的體積分數(shù)。為保證準確讀取量筒讀數(shù)應(yīng)注意:a.將裝置冷卻至室溫;b._________;c.平視。

Ⅲ.模擬煙氣通過轉(zhuǎn)化器的脫硫效率研究。

(4)將模擬煙氣通過裝置E,其中盛有FeCl2、FeCl3的混合溶液,它可以催化SO2與氧氣的反應(yīng)以達到脫硫的目的。寫出催化劑參與反應(yīng)過程中的離子方程式:SO2+2H2O+2Fe3+=SO42-+2Fe2++4H+、____________。

(5)若模擬煙氣仍以amL/min的流速通過轉(zhuǎn)化器E裝置,t2分鐘后,向E裝置中加入酸化的BaCl2溶液,得到白色渾濁液,經(jīng)過濾、洗滌、干燥、稱量,得到m g固體。若實驗測得的氣體體積已折算為標準狀況下的體積,則該轉(zhuǎn)化器的脫硫效率是________________。

【答案】 圓底燒瓶 C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O 吸收煙氣中的SO2氣體 c(Na+)>c()>c()>c(H+)>c() 檢驗SO2是否被完全吸收 上下移動量筒使得量筒液面與廣口瓶D中液面相平 4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+

【解析】(1)裝置 A中盛裝濃硫酸的儀器是圓底燒瓶;裝置A中炭與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫、水化學方程式為C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O;

答案為圓底燒瓶C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O

(2)欲測定煙氣中SO2,先用高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫,用排水量氣法測量剩余氣體體積;在NaHCO3溶液中存在水解和電離,水解程度大于電離程度,溶液顯堿性,其水解方程式為: +H2O H2CO3+,NaHCO3溶液呈堿性,水解程度大于電離程度,c(OH-)>c(H+),所以離子濃度關(guān)系為: c(Na+)>c()>c()>c(H+)>c();答案為:吸收煙氣中的SO2氣體 ;c(Na+)>c()>c()>c(H+)>c()

(3)①需要檢驗二氧化硫是否完全吸收,所以在C、 D 之間增加一個盛有品紅溶液的洗氣瓶檢驗二氧化硫是否被完全吸收②在準確讀取量筒讀數(shù)之前冷卻至室溫、并上下移動量筒使得量筒液面與廣口瓶液面相平。答案為:檢驗SO2是否被完全吸收上下移動量筒使得量筒液面與廣口瓶D中液面相平
(4)將模擬煙氣通過裝置E,其中盛有FeCl2,F(xiàn)eCl3的混合溶液,它可以催化SO2與氧氣的反應(yīng)以達到脫硫的目的。Fe3+SO2氧化為SO42-,氧氣再把Fe2+氧化為Fe3+,發(fā)生反應(yīng)4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+ ;答案為4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+

(5)t2分鐘內(nèi)煙氣中含二氧化硫的體積為:V(SO2)=at2×%;根據(jù)上述反應(yīng)可知各物質(zhì)之間量的關(guān)系為:

所以轉(zhuǎn)化的二氧化硫氣體的體積為:V(SO2)′=則二氧化硫的轉(zhuǎn)化率== 答案為

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A.不同載體,無論何種溫度一定是鈦片載體的光催化活性最好
B.約在520 ℃時,鈦片載體的光催化活性最好
C.無論何種載體,催化活性總是隨溫度的升高而升高
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CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=﹣1160kJmol﹣1
甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為
(2)脫硫:①某種脫硫工藝將廢氣處理后可獲得硫酸銨和硝酸銨,物質(zhì)的量濃度相等的硫酸銨溶液和硝酸銨溶液,前者的c(NH4+)與后者的c(NH4+)的關(guān)系是 . A.大于2倍 B.等于2倍 C.介于2倍與2倍之間 D.小于1倍
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(3)脫碳:廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為甲醇(CH3OH)可用于制作甲醇燃料電池(結(jié)構(gòu)如圖),質(zhì)子交換膜左右兩側(cè)的溶液均為1L2molL﹣1H2SO4溶液.電極c上發(fā)生的電極反應(yīng)式為 , 當電池中有1mole發(fā)生轉(zhuǎn)移時左右兩側(cè)溶液的質(zhì)量之差為g (假設(shè)反應(yīng)物a、b耗盡,忽略氣體的溶解).

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回答下列問題:

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(2)由E生成F的化學方程式為____________________________。

(3)由F生成G的反應(yīng)類型為______________,H在一定條件下可以發(fā)生聚合反應(yīng),寫出該聚合反應(yīng)的化學方程式:_______________________。

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