Question

標準狀況下，將1L可能含有N₂，H₂，CO，NH₃，NO₂，H₂S雜質的無色SO₂氣體，依次通過如下圖所示的裝置。(各容器中液體均為足量)

其變化情況是：①氣體通過A瓶，濃H₂SO₄無明顯變化，氣體體積無變化；②氣體通過B瓶，飽和Na₂CO₃溶液質量增加0.5g，氣體體積無變化；③氣體通過C瓶后，再通過D管，灼熱的CuO中有紅色物質生成。冷卻后，氣體體積變?yōu)?88ml(標準狀況)；④將上述氣體通過E后，再通入F中，澄清石灰水變渾濁，同時增重1.54g；⑤氣體經過干燥管P后，在量筒H中，收集到水104ml。根據(jù)以上實驗回答：
（1）混合氣體中SO₂的體積分數(shù)為______________。
（2）混合氣體中含有的雜質為______________。
（3）混合氣體中是否含有H₂、CO雜質；若有，指出其體積；若無，說明理由。
a.H₂：____________________________________________________________________；
b.CO： ____________________________________________________________________。

Answer 1

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

①氣體通過濃H₂SO₄，體積無變化，說明無NH₃和H₂S（H₂S與濃H₂SO₄發(fā)生氧化還原反應）。
②氣體通過飽和Na₂CO₃溶液質量增加0.5g，發(fā)生了反應：
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通過灼熱的CuO有紅色物質生成，說明有還原性氣體H₂或CO或兩者皆有。
④通入澄清石灰水變渾濁，說明有CO₂(由兩部分組成)，且為1.54g，則③中的還原性氣體必含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最后得到的氣體只能是N₂，且V(N₂)＝V(H₂O)＝104mL，S則V(H₂)＝1000ml-888mL＝112mL。