21.某班同学在学习了铁的冶炼后,欲探究炼铁高炉气体中有害气体的成分。于是他们分成甲、乙两个小组,收集炼铁高炉不同时间段的气体进行探究。回答下列问题。
已知:高炉气体中一定含有二氧化碳、氮气、极少量的氧气、稀有气体等,还可能含有一氧化碳、二氧化硫等有害气体
【提出问题】高炉气体中的有害成分是什么?
【作出猜想】猜想一:只有CO;猜想二:只有SO
2;猜想三:CO和SO
2都有。
甲实验小组
【查阅资料】(1)SO
2与CO
2具有许多相似的化学性质:
①都能与水反应。SO
2+H
2O═H
2SO
3(亚硫酸);
②SO
2也能使澄清石灰水变浑浊,生成亚硫酸钙(CaSO
3)白色沉淀;
③都能与氢氧化钠溶液反应,分别生成可溶性的碳酸钠、亚硫酸钠(Na
2SO
3)和水。
(2)不同之处:二氧化硫能使红色品红溶液褪色,可被酸性高锰酸钾溶液吸收。
【实验探究】甲组同学设计组装如图1所示装置进行实验。
(1)A中品红溶液的作用是检验二氧化硫,B中酸性高锰酸钾溶液的作用是
,C中品红溶液的作用是
。
(2)观察现象发现:A中品红溶液褪色,C中品红溶液不褪色,E中澄清石灰水变浑浊。
得出结论:高炉气体中含有SO
2和CO。
反思评价:部分同学认为上述结论不够准确,理由是
。
【实验改进】同学们经过讨论后,在原有基础上改进了实验装置,如图2所示。
(3)用氢氧化钠溶液代替酸性高锰酸钾溶液的优点是
,写出二氧化硫与氢氧化钠溶液反应的化学方程式
。
乙实验小组
【查阅资料】一氧化碳能与红色氯化钯(PdCl
2)溶液反应,生成黑色的金属钯(Pd)沉淀、盐酸和二氧化碳。
【实验探究】乙组同学设计如图3所示实验装置并进高炉气体进行实验。
(4)B中反应的化学方程式为
,结合已有知识和该反应可以判断:金属钯的活动性比铁
(填“强”或“弱”)。
【实验结论】炼铁厂排放的高炉气体中含有CO和SO
2,直接排放会造成大气污染,需净化达标后才能排放。
【延伸拓展】二氧化硫排放到空气中会导致酸雨。二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸会被氧气进一步氧化生成硫酸。为了研究酸雨的危害,同学们设计了如下实验探究:
①将硫燃烧的产物溶于水后,通入氧气,用所得溶液模拟硫酸型酸雨。
②模拟实验如下:
实验序号 | 所加物质 | 实验现象 |
1 | 树叶、果皮 | 树叶、果皮被腐蚀 |
2 | 细铁丝、镁条 | 产生气泡 |
3 | 石灰石、大理石碎片 | 产生气泡 |
实验结论:酸雨具有较强的危害性。
反思评价:
(5)实验室制取二氧化碳时,不能使用大理石与稀硫酸反应,但硫酸型酸雨却能腐蚀大理石雕像,其原因是
。
(6)同学们经过讨论认为,酸雨还会加剧“温室效应”。这种说法的依据是
。