Question

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： ____________________________________________________________________。

Answer 1

（1）56%；（2）N₂，H₂，CO；（3）H₂∶112mL；（4）CO∶224mL

解析:

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。