标准状况下,将1L可能含有N2,H2,CO,NH3,NO2,H2S杂质的无色SO2气体,依次通过如下图所示的装置。(各容器中液体均为足量)
其变化情况是:①气体通过A瓶,浓H2SO4无明显变化,气体体积无变化;②气体通过B瓶,饱和Na2CO3溶液质量增加0.5g,气体体积无变化;③气体通过C瓶后,再通过D管,灼热的CuO中有红色物质生成。冷却后,气体体积变为888ml(标准状况);④将上述气体通过E后,再通入F中,澄清石灰水变浑浊,同时增重1.54g;⑤气体经过干燥管P后,在量筒H中,收集到水104ml。根据以上实验回答:
(1)混合气体中SO2的体积分数为______________。
(2)混合气体中含有的杂质为______________。
(3)混合气体中是否含有H2、CO杂质;若有,指出其体积;若无,说明理由。
a.H2:____________________________________________________________________;
b.CO: ____________________________________________________________________。
(1)56%;(2)N2,H2,CO;(3)H2∶112mL;(4)CO∶224mL
①气体通过浓H2SO4,体积无变化,说明无NH3和H2S(H2S与浓H2SO4发生氧化还原反应)。
②气体通过饱和Na2CO3溶液质量增加0.5g,发生了反应:
SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2 Δm
22.4L ∶ 44g (64-44)g
V(SO2) ∶ m(CO2) 0.5g
V(SO2)=0.56L m(CO2)=1.1g
φ(SO2)=0.56L/1L×100%=56%
③通过灼热的CuO有红色物质生成,说明有还原性气体H2或CO或两者皆有。
④通入澄清石灰水变浑浊,说明有CO2(由两部分组成),且为1.54g,则③中的还原性气体必含CO:
CO ~ CO2 ~ Ca(OH)2
22.4L 4g
V(CO) (1.54g-1.1g)
V(CO)=22.4L×0.44g/44g=0.224L=224mL
⑤最后得到的气体只能是N2,且V(N2)=V(H2O)=104mL,S则V(H2)=1000ml-888mL=112mL。