问题 实验题

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: ____________________________________________________________________。

答案

(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。

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