Question

黄铁矿（FeS₂）燃烧产生的SO₂通过下列工艺过程既能制得H₂SO₄，又能制得H₂。

（1）该过程中能循环利用的物质为          。

（2）在该过程中，使用膜反应器及时分离出HI分解产生的H₂，目的是            （用平衡移动的原理解释）。

（3）某研究性学习小组欲探究SO₂能否与BaCl₂溶液反应生成BaSO₃沉淀，进行如下实验。已知浓硫酸的沸点为338℃，加热时酒灯火焰的温度为400℃～500℃。

①甲同学用装置I进行实验，发现BaCl₂溶液中出现白色沉淀，且白色沉淀不溶于盐酸，请解释生成该白色沉淀的可能原因                         （用离子方程式表示）。

②乙同学认为甲同学的装置不完善，设计了改进装置II进行实验（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检查）。

a．打开弹簧夹通入N₂，一段时间后关闭弹簧夹；b．滴加一定量浓硫酸，加热A，一段时间后C中未见沉淀生成。操作a的目的是                             ，装置B中的剂是                     。

③丙同学取乙实验后的C中溶液少许，滴加一种无色溶液，产生不溶于盐酸的白色沉淀，丙同学滴加的试剂可能是            （填字母编号）。

a．NaOH溶液        b．H₂O₂溶液     c．新制氯水        d．酸性KmnO₄溶液  

④装置D中与导管连接的是硬质玻璃管，则装置D的作用是                    。

Answer

（1）I2  （2分）

（2）使平衡向正反应方向移动，提高产物的产率。（2分）

（3）① SO42－＋Ba2+=BaSO4↓或2Ba2+＋2SO2＋O2＋2H2O=2BaSO4↓＋4H+（2分，答对一个即给分）

② 排出装置中的O2（2分） 饱和NaHSO3溶液（2分）

③ b（2分）             ④吸收尾气并防倒吸（2分）

【解析】

试题分析：（1）由工艺流程可知能循环利用的物质为I2。（2）及时分离出HI分解产生的H2，使HI的分解平衡向正反应方向移动，提高了I2 和H2的产率。（3）本小题首先抓住已知信息“浓硫酸的沸点为338 ℃，加热时酒精灯火焰的温度为400℃～500℃”，说明浓硫酸在温度较高时也能挥发出H2SO4蒸气。①白色沉淀应为BaSO4，可能原因有二：一是挥发出的H2SO4提供的SO42－与Ba2+反应生成，二是空气中O2的氧化所致。②操作a通入N2目的是排出装置中的O2。C中未见沉淀生成，说明B中的试剂能吸收挥发出的H2SO4且不产生新的杂质，还不能与SO2反应，故该试剂应是饱和NaHSO3溶液。③乙实验后的C中的溶液会溶有SO2，题中不溶于盐酸的白色沉淀应是BaSO4，滴加一种无色溶液， 只能是H2O2溶液。④装置D的作用是既能吸收未反应的SO2防止大气污染，又能防止NaOH溶液倒吸入装置C中影响实验结果。

考点：本题是以研究SO2的性质为载体的实验题，涉及化学平衡的移动原理的考查。