Question

【题目】资料显示：在一定温度下，往煤中加入适量石灰石粉，其分解产物可使煤（含S）燃烧时产生的SO2转化成CaSO4，从而减少SO2排放，该方法被称为钙基固硫。某实验小组利用下列实验装置和药品对其可行性进行了模拟探究。

①SO2与CO2为非金属氧化物，均能与碱溶液反应，但SO2有毒，能与品红作用使其褪色。

②2SO2+2H2O+O2+2BaCl2=2BaSO4↓+4HCl

③CO2不与BaCl2溶液反应

（实验一）取S粉与CaCO3粉末的混合物装入A中，连续通入过量O2，加热至500℃左右，充分反应后，发现B中红色消失、C中出现大量的白色浑浊。

（1）停止实验的正确操作是_____。

（2）装置D中NaOH的作用是_____。

（实验二）另取上述S粉与CaCO3粉末的混合物装入A中，连续通入过量O2，并迅速加热升温，控制在1000℃左右，充分反应后，发现B中红色消失，C中出现少量的白色浑浊。

（3）取反应后D中溶液滴加过量盐酸，出现大量无色气泡（其中有CO2）。反应结束后，经实验检验A中余下固体含有CaSO4，由此得知实验二过程中，A中发生的反应有三个，请完成剩余的两个化学方程式：

①S+O2SO2；

②_____；

③_____。

（实验三）另取CaSO4粉末装入A中，连续通入过量O2，加热至1200℃左右，充分反应，发现B中红色消失。

（4）比较实验一、二、三可知，如用该方法固硫，适宜的温度条件是_____。

Answer 1

【答案】停止加热，继续通入O2至A冷却 吸收多余的SO2气体，防止有毒气体污染环境 1000℃左右，不超过1200℃

【解析】

（1）为了防止停止加热后，内部温度降低，压强下降，造成外部大气压将液体压入导管内，引起倒吸，导致加热试管炸裂的现象发生，反应结束后，停止加热后继续通入氧气，使内部气体增多，压强不下降，避免倒吸现象发生，直至温度降至室温，达到内外压强一致即可，所以停止加热后继续通入O2至A冷却；

（2）硫粉在通入氧气后，生成二氧化硫，由于二氧化硫具有毒性，不得直接排入大气，所以采用氢氧化钠溶液吸收多余的二氧化硫，避免造成环境污染，所以装置D中氢氧化钠作用为吸收多余的SO2气体，防止有毒气体污染环境；

（3）题目信息给出有二氧化碳生成，能提供二氧化碳的只有碳酸钙，其在高温下分解生成氧化钙、二氧化碳，而A中有硫酸钙，说明还发生了氧化钙、二氧化硫和氧气反应生成硫酸钙的反应，只能如此才能保证质量守恒定律，所以另外两个反应为碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，即，还有氧化钙、二氧化硫和氧气在高温条件下反应生成硫酸钙，即；

（4）根据题目信息可知，硫酸钙在1200℃时分解生成了二氧化硫，将起不到固硫的作用，所以加热温度不得高于1200℃，而在500℃时，出现大量白色沉淀，说明生成二氧化碳较多，碳酸钙没有被充分利用，1000℃时生成沉淀极少，说明石灰石充分吸收二氧化硫，因此最佳温度为1000℃左右，不得超过1200℃。