Question

為粗略測定空氣中SO₂的含量，某學習小組設計了如圖所示的實驗裝置進行實驗：
【資料】
①室溫下，碘的溶解度為0.029g．
②我國空氣質量標準中SO₂濃度限值（mg/m³）如下表；

一級標準	二級標準	三級標準
≤0.15	≤0.50	≤0.70

③SO₂+I₂=H₂SO₄+2HI
④SO₂可以使酸性KMnO₄溶液褪色
【實驗步驟】
①檢查氣密性；②向C裝置中加入1.0mL溶質質量分數(shù)為1.27×10^-6 g/mL的碘水（ρ≈1.0g/mL），滴入2～3滴淀粉溶液；③打開彈簧夾

 

（填“a”或“b”），關閉另一個彈簧夾，抽拉注射器吸取500mL空氣，再開、閉相應彈簧夾，緩緩推氣體進入C裝置，重復上述操作多次．當C中溶液顏色

 

時，停止推動注射器的活塞；④實驗數(shù)據處理．
請回答下列問題
（1）完善步驟③的內容

 

；

 

．
（2）檢查裝置氣密性的操作是：

 

，若

 

，說明裝置的氣密性良好；
（3）實驗時，C裝置中原有蒸餾水對實驗有無影響？

 

（填“有影響”或“無影 響”）；
（4）在下列因素中，會使測定結果偏低的是

 

A．推動注射器活塞速率太快
B．長期放置的碘水溶質質量分數(shù)低于1.27×10^-6 g/mL
C．抽取空氣時，未抽滿500mL
（5）以下試劑可以代替C裝置中碘的淀粉溶液的是

 

．
A．NaOH溶液 B．酸性KMnO₄溶液 C．蒸餾水 D．酚酞試液
（6）工業(yè)上吸收SO₂常用足量氨水（用NH₃?H₂O表示），生成一種相對分子質量為116的鹽，反應的化學方程式為

 

．還可用石灰乳（Ca（OH）₂懸濁液）吸收SO₂獲得副產品石膏，請補充完整該反應方程式：2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂+2H₂O═2

 

．
（7）該小組在同一地點進行了3次實驗，推動活塞次數(shù)記錄如下表（每次抽氣為500mL）．進行3次實驗的目的是

 

；綜合3次實驗數(shù)據分析：該測定地點的空氣質量屬于

 

級標準（寫出計算過程） 

實驗序號	1	2	3
推動次數(shù)	19	20	21

Answer 1

考點：測定空氣里氧氣含量的探究,檢查裝置的氣密性,質量守恒定律及其應用,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：（1）根據抽取空氣的目的分析彈簧夾的開關；根據SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，當單質碘恰好完全反應時，淀粉遇碘變成的藍色就會消失分析現(xiàn)象；
（2）根據裝置氣密性的檢驗必須要保證裝置能形成一個密閉的體系和引起密閉體系內的壓強的變化分析檢查該裝置的氣密性的方法；
（3）根據檢驗的原理是利用碘液和二氧化硫的反應褪色進行實驗分析；
（4）根據檢驗的原理分析誤差；
（5）根據物質能否與二氧化硫作用產生明顯的現(xiàn)象分析；
（6）根據反應原理結合質量守恒定律及生成物的相對分子質量寫出化學式及化學方程式；
（7）從而根據參加反應的碘的質量即可求出二氧化硫的質量，從而確定此空氣中二氧化硫的含量，確定質量等級．

解答：解：（1）b與大氣相通，因此要抽取空氣，應該打開b，關閉a彈簧夾；SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，當單質碘恰好完全反應時，淀粉遇碘變成的藍色就會消失變成無色；故答案為：b；由藍色變成無色；
（2）檢查該裝置的氣密性的方法為：關閉彈簧夾b，打開a，推注射器，若C中產生氣泡，B中水倒流進入量筒，說明裝置的氣密性良好；故答案為；關閉彈簧夾b，打開a，推注射器，若C中產生氣泡，B中水倒流進入量筒，說明裝置的氣密性良好；
（3）檢驗的原理是利用碘液和二氧化硫的反應褪色，與水無關，故原有的水對實驗無影響；故答案為：無影響；
（4）A．推動注射器活塞速率太快，使二氧化硫不能充分吸收反應，會使結果偏低；
B．長期放置的碘水溶質質量分數(shù)低于1.27×10^-6 g/mL，會使結果偏大；
C．抽取空氣時，未抽滿500mL，會使結果偏低；
（5）A、氫氧化鈉與二氧化硫反應無明顯的現(xiàn)象，故不能代替；
B、SO₂可以使酸性KMnO₄溶液褪色，因此可以利用高錳酸鉀實驗；
C、水不能和二氧化硫反應產生明顯的現(xiàn)象，因此不能代替；
D、酚酞試液和二氧化硫混合也不能產生明顯的現(xiàn)象，因此不能代替；
故選項為；B；
（6）工業(yè)上吸收SO₂常用足量氨水（用NH₃?H₂O表示），生成一種相對分子質量為116的鹽，鹽中的金屬離子是銨根離子，酸根可能是硫酸根離子，也可能是亞硫酸根離子，形成硫酸銨或亞硫酸銨，而亞硫酸銨的相對分子質量為116，因此生成物是亞硫酸銨，故反應的方程式為：SO₂+2NH₃?H₂O═（NH₄）₂SO₃+H₂0；根據質量守恒定律，化學反應前后原子的種類和個數(shù)都不變，反應后缺少兩個因此CaSO₄?2H₂O；
（7）解：3次實驗活塞平均推動次數(shù)（19+20+21）次/3=20次 
注射器每次抽氣體積為20次×500mL/次=10000mL   
   SO₂～I₂  
  64   254            
  x   1.27×10^-6 g/mL×1.0mL        
?

64

x

=

254

1.27×10-6g/mL×1.0mL

???
解得：x=0.32×10^-6g     
該測定地點空氣中SO₂濃度為：

0.32×10-6g×10

10000mL×10-6

=0.032mg/m3?????
結論：該測定地點的空氣質量為一級標準．

點評：本題主要對空氣中二氧化硫的含量進行了探究，該題有一定的深度，難度較大，主要培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，依據信息提供的原理分析．