Question

【題目】某班同學(xué)在學(xué)習(xí)了鐵的冶煉后,欲探究煉鐵高爐氣體中有害氣體的成分。于是他們分成甲乙兩個小組,收集煉鐵高爐不同時間段的氣體進行探究。回答下列問題。

已知:高爐氣體中一定含有二氧化碳、氮氣、極少量的氧氣、稀有氣體等,還可能含有一氧化碳、二氧化硫等有害氣體。

[提出問題]高爐氣體中的有害成分是什么?

[作出猜想]猜想一:只有CO; 猜想二:只有 SO2; 猜想三:CO 和SO2都有。

甲實驗小組

[查閱資料]SO2與CO2具有許多相似的化學(xué)性質(zhì):

①都能與水反應(yīng)。（亞硫酸）;

②SO2也能使澄清石灰水變渾濁,生成亞硫酸鈣（CaSO3）白色沉淀;

③都能與氫氧化鈉溶液反應(yīng),分別生成可溶性的碳酸鈉、亞硫酸鈉（Na2SO3）和水。

不同之處:二氧化硫能使紅色品紅溶液褪色，可被酸性高錳酸鉀溶液吸收。

[實驗探究]甲組同學(xué)設(shè)計組裝如下裝置進行實驗。

（1）A中品紅溶液的作用是檢驗二氧化硫，B中酸性高錳酸鉀溶液的作用是_____，C中品紅溶液的作用是_____。

（2）觀察現(xiàn)象發(fā)現(xiàn):A中品紅溶液褪色,C中品紅溶液不褪色,E中澄清石灰水變渾濁。

得出結(jié)論:高爐氣體中含有SO2和CO。

反思評價:部分同學(xué)認為上述結(jié)論不夠準確,理由是_____。

[實驗改進]同學(xué)們經(jīng)過討論后,在原有基礎(chǔ)上改進了實驗裝置,如下圖所示。

（3）用氫氧化鈉溶液代替酸性高錳酸鉀溶液的優(yōu)點是_____，寫出二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式_____。

乙實驗小組

[查閱資料]一氧化碳能與紅色氯化鈀（PdCl2）溶液反應(yīng),生成黑色的金屬鈀（Pd）沉淀、鹽酸和二氧化碳。

[實驗探究]乙組同學(xué)設(shè)計如下實驗裝置并進行實驗。

（4）B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____，結(jié)合已有知識和該反應(yīng)可以判斷:金屬鈀的活動性比鐵_____，（填“強”或“弱”）。

[實驗結(jié)論]煉鐵廠排放的高爐氣體中含有CO和SO2,直接排放會造成大氣污染，需凈化達標后才能排放。

[延伸拓展]二氧化硫排放到空氣中會導(dǎo)致酸雨。二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸會被氧氣進一步氧化生成硫酸。

為了研究酸雨的危害,同學(xué)們設(shè)計了如下實驗探究:

②將硫燃燒的產(chǎn)物溶于水后,通入氧氣,用所得溶液模擬硫酸型酸雨。

②模擬實驗如下:

實驗序號	所加物質(zhì)	實驗現(xiàn)象
1	樹葉、果皮	樹葉、果皮被腐蝕
2	細鐵絲、鎂條	產(chǎn)生氣泡
3	石灰石、大理石碎片	產(chǎn)生氣泡

實驗結(jié)論:酸雨具有較強的危害性。

反思評價:

（5）實驗室制取二氧化碳時,不能使用大理石與稀硫酸反應(yīng),但硫酸型酸雨卻能腐蝕大理石雕像,其原因是_____。

（6）同學(xué)們經(jīng)過討論認為,酸雨還會加劇“溫室效應(yīng)”。這種說法的依據(jù)是_____。

Answer 1

【答案】吸收（除去）氣體中的二氧化硫 檢驗二氧化硫是否除盡 原有氣體中的二氧化碳會對CO的檢驗產(chǎn)生干擾（或）原來氣體中的CO2也會使E中的澄清石灰水變渾濁 氫氧化鈉溶液可以同時除去（吸收）CO2和SO2（或:可以排除原來的二氧化碳會對CO檢驗產(chǎn)生的干擾） 弱 雨水會將生成的硫酸鈣沖刷掉，使得硫酸能與大理石繼續(xù)反應(yīng) 酸雨能與自然界中存在的碳酸鹽（如碳酸鈣）反應(yīng)生成二氧化碳

【解析】

（1）根據(jù)“二氧化硫能使紅色品紅溶液褪色，可被酸性高錳酸鉀溶液吸收”可知，A中品紅溶液的作用是檢驗二氧化硫，B中酸性高錳酸鉀溶液的作用是吸收（除去）氣體中的二氧化硫，C中品紅溶液的作用是檢驗二氧化硫是否除盡；

（2）乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)C中品紅溶液沒有褪色，E中澄清石灰水變渾濁，得出高爐氣體中含有CO，丙同學(xué)認為乙同學(xué)的結(jié)論不正確，理由是原有氣體中的二氧化碳會對CO的檢驗產(chǎn)生干擾（或）原來氣體中的CO2也會使E中的澄清石灰水變渾濁；

（3）用氫氧化鈉溶液代替酸性高錳酸鉀溶液的優(yōu)點是氫氧化鈉溶液可以同時除去（吸收）CO2和SO2（或:可以排除原來的二氧化碳會對CO檢驗產(chǎn)生的干擾）；SO2與NaOH溶液反應(yīng)生成亞硫酸納和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；

（4）根據(jù)“一氧化碳能與紅色氯化鈀（PdCl2）溶液反應(yīng)，生成黑色的金屬鈀（Pd）沉淀、鹽酸和二氧化碳”可知，B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為；常溫下CO能將Pd還原出來，高溫條件下，CO能將鐵還原出來，可以判斷：金屬鈀的活動性比鐵弱；

（5）實驗室制取二氧化碳時，不能使用大理石與稀硫酸反應(yīng)，但硫酸型酸雨卻能腐蝕大理石雕像，其原因是雨水會將生成的硫酸鈣沖刷掉，使得硫酸能與大理石繼續(xù)反應(yīng)；

（6）同學(xué)們經(jīng)過討論認為，酸雨還會加劇“溫室效應(yīng)”。這種說法的依據(jù)是酸雨能與自然界中存在的碳酸鹽（如碳酸鈣）反應(yīng)生成二氧化碳。