Question

将硫铁矿（主要成分为FeS₂）焙烧所得尾气主要含N₂、O₂、气体x和少量的CO₂、H₂O。取标准状况下的V L尾气测定其中气体x含量的方案如下：

【方案一】将尾气缓慢通过如下装置A中：   

(1) 装置A的名称是_______________，装置C的作用是___________________。

(2)实验时先通入尾气，再通入一定量氮气，通过B装置的增重来测量气体x的体积分数，请写出该方案合理与否的理由_______________________________。

【方案二】将尾气缓慢通过如上装置D中，充分与足量试剂M反应后，再滴入过量试剂N，经过滤、洗涤、干燥、称量，得沉淀质量为m g。

(3)进行沉淀洗涤的操作是__________________________________________。

(4)若试剂M、N分别是溴水、BaCl₂溶液，写出气体X的体积百分含量的表达式是（用含m、V的代数式表示)_________________。

(5)若试剂M是_______________，不用再滴加试剂N，观察到D中生成的无色气体在瓶口处变为红棕色。写出溶液中反应的离子方程式：____________________________________。

Answer

洗气瓶 防止空气中的水蒸气、CO2被B装置吸收 该方案不合理，因为尾气中的CO2也能被B装置中的碱石灰吸收，致使所测气体Z即二氧化硫的体积分数偏大 在漏斗中加蒸馏水至恰好没过沉淀，待水流下后再重复2～3次此操作 % 22.4m/233V Ba(NO3)2溶液 3SO2+3Ba2++2NO3－+2H2O = 3BaSO4+2NO↑+4H+

【解析】(1) 装置A的名称是洗气瓶，装置C的作用是防止空气中的水蒸气、CO2被B装置吸收，使B的质量偏大，引起测量的误差；②根据硫铁矿的成分可知气体x是SO2，因为尾气中还含有CO2，也能被碱石灰吸收，致使所测气体x即二氧化硫的体积分数偏大，所以方案一不合理；
（3）洗涤沉淀的方法是：在漏斗中加蒸馏水至恰好没过沉淀，待水流下后再重复2～3次此操作。(4)若试剂M、N分别是溴水、BaCl2溶液，溴水与SO2反应生成H2SO4，加入过量的BaCl2溶液，Ba2+与SO42‾反应，使生成的SO42-完全转化为沉淀。根据化学方程式和S元素守恒可得对应关系：SO2～ BaSO4，所以SO2含量的表达式是： ；
(5)若试剂M是Ba(NO3)2溶液，不用再滴加试剂N，酸性条件下硝酸根离子将二氧化硫氧化生成硫酸根离子的同时被还原产生一氧化氮，一氧化氮遇空气被氧化为二氧化氮，观察到D中生成的无色气体在瓶口处变为红棕色。其反应的离子方程式为：3SO2+3Ba2++2NO3－+2H2O = 3BaSO4+2NO↑+4H+。