Question

硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%(体积分数)时必需经处理后才能排放。某校化学兴趣小组欲测定某硫酸工厂排放尾气中二氧化硫的含量，分别采用以下方案：
【甲方案】如下图所示，图中气体流量计B用于准确测量通过的尾气体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定SO₂的含量。当洗气瓶C中溶液蓝色消失时，立即关闭活塞A。

(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，其目的是______________________________。
(2)洗气瓶C中的溶液还可以用其他试剂代替，如酸性高锰酸钾溶液，你认为选择酸性高锰酸钾溶液的理由有________________________________________________________。
(3)洗气瓶C中溶液蓝色消失后，若没有及时关闭活塞A，则测得的SO₂含量____________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。若某实验小组同学测得的SO₂含量总是偏低，可能的原因是__________________________________________________。（假设实验装置、测量仪器、药品和实验操作程序均合理）
【乙方案】：实验步骤如下面流程图所示：

(4)写出步骤②中反应的化学方程式____________________________________________。
(5)步骤③中判断沉淀已经洗涤干净的方法是_______________________________________。
(6)实验中若通过的尾气体积为33.6L (已换算成标准状况)，最终所得固体质量为0.233g，试通过计算确定该尾气中二氧化硫的含量是否达到排放标准(写出计算过程)。

Answer 1

（10分）（1）增大气体与溶液的接触面积，有利于SO₂与碘水充分反应（1分）
（2）酸性高锰酸钾溶液能够充分吸收SO₂并与之反应，反应终了时现象易于观察（或其他合理答案）（1分）  （3）偏低  通入尾气速率过快，SO₂吸收不充分（各1分）
（4）H₂SO₄+Ba(OH)₂=BaSO₄↓+2H₂O（2分）
（5）取最后一次的洗涤液少许，用PH试纸测量PH值或加入Na₂SO₄溶液，看是否有浑浊出现（或其他合理答案）（2分）
（6）由硫守恒可知n(SO₂)=n(BaSO₄)="0.001" mol，得到SO₂的体积分数为0.067%大于0.05%，未达标（2分） 

解析试题分析：（1）多孔球泡D能增大气体与溶液的接触面积，有利于SO₂与碘水充分反应。
（2）因为酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能够充分吸收SO₂并与之反应，且酸性高锰酸钾溶液显紫红色，反应终了时现象易于观察。
（3）洗气瓶C中溶液蓝色消失后，若没有及时关闭活塞A，则导致通过的气体偏多，因此测得的SO₂含量偏低。测得的SO₂含量总是偏低，可能的原因是通入尾气速率过快，SO₂吸收不充分引起的。
（4）双氧水具有氧化性，能把SO₂氧化生成硫酸，所以反应②的化学方程式是H₂SO₄+Ba(OH)₂=BaSO₄↓+2H₂O。
（5）步骤③中判断沉淀已经洗涤干净的方法可以是沉淀法，也可以通过测量溶液的pH值，即取最后一次的洗涤液少许，用PH试纸测量PH值或加入Na₂SO₄溶液，看是否有浑浊出现（或其他合理答案）。
（6）最终所得固体是硫酸钡，其质量为0.233g，物质的量是0.233g÷233g/mol＝0.001mol。又因为尾气的物质的量是33.6L÷22.4L/mol＝1.5mol
所以该尾气中二氧化硫的含量是
即SO₂的体积分数大于0.05%，未达标
考点：考查SO₂尾气吸收的综合性实验判断
点评：该题是中等难度的试题，也是高考中的常见考点，试题综合性强，侧重能力的培养和实验设计能力的训练，难度较大，学生不易得分。该类试题综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，这就要求学生必须认真、细致的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能得出正确的结论。