Question

某市熱電廠使用的燃料是含硫較多的煤．該廠附近一所中學(xué)的同學(xué)經(jīng)常聞到空氣有異味，且空氣能見度差．學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組意識到這有可能是該廠排出的廢氣超標(biāo)造成的，于是在老師的指導(dǎo)下做了探究實(shí)驗(yàn)，請你填寫下列空白．
【提出問題】空氣里SO₂是否超標(biāo)呢？
【查閱資料】Ⅰ．我國關(guān)于SO₂在風(fēng)景區(qū)、居民區(qū)、工廠區(qū)的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分別見下表：

地　 區(qū)	風(fēng)景區(qū)	居民區(qū)	工廠區(qū)
SO2濃度限值（mg/m3）	0.15	0.50	0.70

Ⅱ．硫酸鋇既不溶于水，也不溶于酸（如不與稀鹽酸、稀硝酸等反應(yīng)）．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】同學(xué)設(shè)計(jì)以下步驟來測定空氣中SO₂的含量．
（1）采集工廠附近的空氣樣品250L．
（2）將空氣樣品通過NaOH溶液，加入一定量氧化劑H₂O₂，使其中Na₂SO₃完全轉(zhuǎn)化為Na₂SO₄，反應(yīng)的化學(xué)方程式：________．
（3）再加入過量的BaCl₂溶液，經(jīng)過過濾、洗滌、烘干，稱量固體質(zhì)量為1.2mg．
計(jì)算：250L空氣樣品中SO₂的質(zhì)量為________mg．由空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可得出結(jié)論：該廠排放的SO₂________．
（4）簡述采集空氣樣品的方法________．
【發(fā)現(xiàn)新問題】考慮到空氣中的各種氣體成分，有同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)測得的SO₂的含量偏大，其依據(jù)及你提出的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案是________．
【反思與應(yīng)用】為盡快改善該地區(qū)的空氣質(zhì)量，請你提出一條合理化建議：________．

Answer 1

解：【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（2）反應(yīng)中氧化劑是雙氧水，還原劑是亞硫酸鈉，故方程式為：Na₂SO₃+H₂O₂=H₂O+Na₂SO₄；
（3）根據(jù)反應(yīng)過程中硫原子守恒思想：SO₂→Na₂SO₃→Na₂SO₄→BaSO₄，故可以根據(jù)硫酸鋇沉淀的質(zhì)量確定二氧化硫的質(zhì)量，設(shè)二氧化硫的質(zhì)量為m，
SO₂----BaSO₄
64 233
m 1.2mg
m=0.33mg
答：250L空氣樣品中SO₂的質(zhì)量為0.33mg，0.33mg＞0.15mg，超標(biāo)．
（4）收集氣體的方法為：可樂瓶裝滿水蓋上瓶蓋拿到工廠附近，然后倒掉水，再蓋上瓶蓋．
【發(fā)現(xiàn)新問題】空氣中的二氧化碳也會(huì)和二氧化硫一樣，經(jīng)過相應(yīng)的反應(yīng)，最終也會(huì)轉(zhuǎn)化成碳酸鋇沉淀，增加硫酸鋇的質(zhì)量，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，根據(jù)硫酸鋇不溶于酸，二碳酸鋇溶于酸的事實(shí)，可以向難溶物中加入酸排除二氧化碳的干擾；
【反思與應(yīng)用】為改善該地區(qū)的空氣質(zhì)量，可以將工廠廢氣進(jìn)行治理，達(dá)標(biāo)后再排放．
故答案為：
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（（2）Na₂SO₃+H₂O₂═Na₂SO₄+H₂O；（3）0.33、超標(biāo)；
（4）用可樂瓶裝滿水蓋上瓶蓋拿到工廠附近，然后倒掉水，再蓋上瓶蓋（或用打氣管注入；癟的塑料袋撐起等，其他合理答案也可，但遇水不給分）；
【發(fā)現(xiàn)新問題】空氣中的二氧化碳也要和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，并繼續(xù)與BaCl₂溶液反應(yīng)，生成碳酸鋇沉淀．向沉淀中加入過量的稀硝酸后，再進(jìn)行其余操作；
【反思與應(yīng)用】工廠廢氣進(jìn)行治理，達(dá)標(biāo)后再排放．
分析：【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（2）根據(jù)氧化劑和還原劑之間發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行書寫；
（3）根據(jù)反應(yīng)過程中的原子守恒思想，二氧化硫最后硫元素全部進(jìn)入硫酸鋇中來計(jì)算，并進(jìn)行比較；
（4）根據(jù)氣體的性質(zhì)確定氣體的收集方法，
【發(fā)現(xiàn)新問題】根據(jù)空氣中的二氧化碳與二氧化硫的性質(zhì)相似進(jìn)行分析，可以對二氧化碳的干擾進(jìn)行屏蔽；
【反思與應(yīng)用】根據(jù)二氧化碳的危害進(jìn)行解答．
點(diǎn)評：本題綜合考查了酸雨的形成、危害，以及二氧化硫及亞硫酸鈉的化學(xué)性質(zhì)，并考查了原子守恒思想在解題中的應(yīng)用，是一道難度較大的綜合題目．