Question

【題目】SO2是常見的大氣污染物，燃煤是產(chǎn)生SO2的主要原因。工業(yè)上有多種方法可以減少SO2的排放。

（1）往煤中添加一些石灰石，可使燃煤過程中產(chǎn)生的SO2轉(zhuǎn)化成硫酸鈣。該反應(yīng)的總化學(xué)方程式是___________________________________。

（2）可用多種溶液做燃煤煙氣中SO2的吸收液。

①分別用等物質(zhì)的量濃度的Na2SO3溶液和NaOH溶液做吸收液，當生成等物質(zhì)的量NaHSO3時，兩種吸收液體積比V(Na2SO3): V(NaOH)=_________________。

②NaOH溶液吸收了足量的SO2后會失效，可將這種失效的溶液與一定量的石灰水溶液充分反應(yīng)后過濾，使NaOH溶液再生，再生過程的離子方程式是_________________。

（3）甲同學(xué)認為BaCl2溶液可以做SO2的吸收液。為此甲同學(xué)設(shè)計如下實驗（夾持裝置和加熱裝置略，氣密性已檢驗）。反應(yīng)開始后，A中Na2SO3固體表面有氣泡產(chǎn)生同時有白霧生成；B中有白色沉淀。甲同學(xué)認為B中白色沉淀是SO2與BaCl2溶液反應(yīng)生成的BaSO3，所以BaCl2溶液可做SO2吸收液。

乙同學(xué)認為B中的白色沉淀是BaSO4，產(chǎn)生BaSO4的原因是：

①A中產(chǎn)生的白霧是濃硫酸的酸霧，進入B中與BaCI2溶液反應(yīng)生成BaSO4沉淀。

②________________________________________________。

為證明SO2與BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀，乙同學(xué)對甲同學(xué)的實驗裝置做了如下改動并實驗（夾持裝置和加熱裝置略，氣密性已檢驗）：

反應(yīng)開始后，A中Na2SO3固體表面有氣泡產(chǎn)生同時有白霧生成；B、C試管中除了有氣泡外，未見其它現(xiàn)象；D中紅色褪去。

③試管B中試劑是__________________溶液；滴加濃硫酸之前的操作是____________________。

④通過甲、乙兩位同學(xué)的實驗，得出的結(jié)論是______________________________。

Answer 1

【答案】2CaCO3 + 2SO2 +O22CaSO4+2CO2 1:2 Ca2+ +OH-+ HSO3-＝CaSO3↓+ H2O A中產(chǎn)生的SO2與裝置內(nèi)空氣中的O2進入B中與BaCl2溶液反應(yīng)生成BaSO4沉淀 飽和NaHSO3 打開彈簧夾，通入N2，一段時間后關(guān)閉彈簧夾 SO2與BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀，不能用BaCl2溶液做吸收SO2的吸收液

【解析】

濃硫酸和亞硫酸鈉固體反應(yīng)可以生成二氧化硫，由于反應(yīng)放熱，濃硫酸有可能揮發(fā)，進入B中，和BaCl2溶液反應(yīng)生成BaSO4白色沉淀，不能確定B中產(chǎn)生的白色沉淀是硫酸和BaCl2反應(yīng)產(chǎn)生的BaSO4還是二氧化硫和BaCl2反應(yīng)生成的BaSO3，所以要先除去可能存在的硫酸，需要通過飽和亞硫酸氫鈉溶液，既不吸收二氧化硫，又可以除去硫酸，然后再通入BaCl2溶液中，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明BaCl2溶液可以吸收二氧化硫，若不產(chǎn)生白色沉淀，則證明BaCl2溶液不可以吸收二氧化硫，實驗結(jié)果是除去了硫酸后BaCl2溶液中沒有產(chǎn)生沉淀，所以得出結(jié)論：SO2與BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀，不能用BaCl2溶液做吸收SO2的吸收液。

（1）在高溫下石灰石與SO2以及氧氣反應(yīng)生成硫酸鈣和CO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CaCO3 + 2SO2 +O22CaSO4+2CO2。

（2）①當生成等物質(zhì)的量NaHSO3時，根據(jù)鈉離子守恒可知需要亞硫酸鈉和氫氧化鈉的物質(zhì)的量之比是1：2。由于二者的濃度相等，則需要的溶液體積之比是1：2。

②要把亞硫酸氫鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鈉，需要加入氫氧化鈣，反應(yīng)的離子方程式為Ca2+ +OH-+ HSO3-＝CaSO3↓+ H2O。

（3）②由于空氣中含有氧氣，因此另外一種可能是A中產(chǎn)生的SO2與裝置內(nèi)空氣中的O2進入B中與BaCl2溶液反應(yīng)生成BaSO4沉淀。

③為排除濃硫酸酸霧的影響，B中應(yīng)該盛放飽和亞硫酸氫鈉溶液。為防止空氣中氧氣的影響，滴加濃硫酸之前的操作是打開彈簧夾，通入N2，一段時間后關(guān)閉彈簧夾。

④A中Na2SO3固體表面有氣泡產(chǎn)生同時有白霧生成；B、C試管中除了有氣泡外，未見其它現(xiàn)象；D中紅色褪去，說明有SO2產(chǎn)生，所以結(jié)論是SO2與BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀，不能用BaCl2溶液做吸收SO2的吸收液。

【點晴】

解答綜合性實驗設(shè)計與評價題的基本流程

原理→反應(yīng)物質(zhì)→儀器裝置→現(xiàn)象→結(jié)論→作用意義→聯(lián)想。具體分析為：

（1）實驗是根據(jù)什么性質(zhì)和原理設(shè)計的？實驗的目的是什么？

（2）所用各物質(zhì)名稱、狀態(tài)、代替物(根據(jù)實驗?zāi)康暮拖嚓P(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理，進行全面的分析比較和推理，并合理選擇)。

（3）有關(guān)裝置：性能、使用方法、適用范圍、注意問題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。

（4）有關(guān)操作：技能、操作順序、注意事項或操作錯誤的后果。

（5）實驗現(xiàn)象：自下而上，自左而右全面觀察。

（6）實驗結(jié)論：直接結(jié)論或?qū)С鼋Y(jié)論。