Question

某�；瘜W研究性小組，利用下列提供的實驗裝置和試劑對某種燃煤所含元素進行定性和定量檢測，試回答：

（1）將燃煤充分燃燒，產生氣體經化學分析主要含有CO₂、H₂O、SO₂、N₂四種氣體，則該燃煤一定含有的元素為

C、H、S、N

（2）稱取該燃煤樣品Wg，通入純氧使其充分燃燒，檢測該燃煤中所含上述元素的質量分數．利用下列裝置進行實驗：
①指出上述裝置中B、C、D、E的作用B

干燥氣體

     C

吸收SO₂

   D

檢驗SO₂是否完全被吸收

     E

吸收CO₂

為了測得相應數據，進行如下操作（忽略CO₂在C、D中的溶解）
a．實驗前用托盤天平稱得B、C、D、E的質量分別為W₁、W₂、W₃、W₄
b．實驗完成后稱得B、C、D、E的質量分別為m₁、m₂、m₃、m₄
c．通過正確實驗操作，用F裝置測得收集氣體體積為V L
②為了準確測量F中收集到的氣體體積，正確的實驗操作是

將氣體冷卻到原來的溫度讀數時，使F裝置中瓶中管內液面與量筒中水面相平，讀數時視線與凹液面相平

③測定燃煤中的硫的質量分數，當觀察到溴水不完全褪色，品紅不褪色時，燃煤中含硫元素的質量分數的表達式為

m2-w2

2w

×100%

當觀察到

溴水褪色，品紅無色時

現象時，則無法測定燃煤中硫元素的質量分數．

Answer 1

分析：（1）根據質量守恒定律，燃燒前后元素種類不變判斷；
（2）①實驗目的是檢測煤中硫元素的質量分數，用五氧化二磷兮水，用溴水吸收二氧化硫，品紅溶液檢驗二氧化硫是否其安全吸收，以此進行判斷；
②讀數時必須在氣體冷卻后讀數，注意使F裝置中瓶中管內液面與量筒中水面相平，讀數時視線與凹液面相平；
③溴水不完全褪色，品紅不褪色，說明溴水已將二氧化硫完全吸收，否則沒有完全吸收，根據質量變化計算含硫量．

解答：解：（1）燃燒時，煤和空氣中的氧氣反應，而氮氣不參與反應，根據質量守恒定律，燃燒前后元素種類相同，所以煤中含有C、H、S、N等元素，可能含有氧元素，
故答案為：C、H、S、N；
（2）①實驗目的是檢測煤中硫元素的質量分數，所以必須吸收二氧化硫，而溴水與二氧化硫反應：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，D中品紅溶液檢驗二氧化硫是否其安全吸收；E中澄清石灰水用于吸收二氧化碳，用排水法收集氣體中的氮氣，并測定氨氣體積，顯然B中五氧化二磷用于吸水：P₂O₅+3H₂O=2H₃PO₄，
故答案為：干燥氣體；吸收SO₂；檢驗SO₂是否完全被吸收；吸收CO₂；
②F瓶中氮氣溫度、壓強無法測定，只有利用它的溫度、壓強與實驗條件中溫度、壓強相同時，測定實驗環境的溫度和壓強，因此實驗步驟是冷卻→調節液面→讀數，
故答案為：將氣體冷卻到原來的溫度讀數時，使F裝置中瓶中管內液面與量筒中水面相平，讀數時視線與凹液面相平；
③溴水不完全褪色，品紅不褪色，說明溴水已將二氧化硫完全吸收，故可以利用C中反應前后質量差確定吸收的二氧化硫的質量，m（SO₂）=（m₂-W₂）g，m（S）=（m₂-W₂）g×

32

64

=

(m2-W2)

2

g，ω（S）=

(m2-W2) 2 g

Wg

×100%=

m2-w2

2w

×100%，
當品紅褪色時，說明二氧化硫沒有被溴水完全吸收，即C裝置凈增質量小于二氧化硫質量，無法測定煤中硫的質量分數．
故答案為：

m2-w2

2w

×100%；溴水褪色，品紅無色時．

點評：本題考查物質的組成測定，題目難度較大，易錯點為為（2），注意把握實驗原理和注意事項，學習中注重相關基礎知識的積累．