Question

1．SO₂是硫酸工业尾气的主要成分．实验室中，拟用图1所示流程，测定标准状况下，体积为V L的硫酸工业尾气中SO₂的含量：
（1）步骤①中加入H₂O₂溶液时发生反应的离子方程式为H₂O₂+SO₂=2H⁺+⁺SO₄^2-．

（2）一定温度下，BaSO₄的沉淀溶解平衡曲线如图2所示．步骤②逐滴加入Ba（OH）₂溶液的过程中，BaSO₄的溶度积常数不变（填“增大”、“减小”或“不变”），溶液中SO₄^2-浓度的变化情况为③（填序号）．
①d→c→e    ②b→c→d
③a→c→e    ④d→c→a
（3）该V L尾气中SO₂的体积分数为$\frac{22.4m}{233V}$×100%（用含有V、m的代数式表示）．

Answer 1

分析 （1）过程中发生的反应为：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄，H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2H₂O；
（2）步骤③的操作是从溶液中分离出沉淀硫酸钡，操作步骤是过滤、洗涤、干燥、称重；
（3）溶度积常数随温度变化，不随浓度改变；沉淀溶解平衡中硫酸根离子浓度和钡离子浓度乘积为常数，随着加入的钡离子浓度增大，硫酸根离子浓度减小；始终是饱和溶液中的沉淀溶解平衡，应在曲线上变化；
（4）mg是硫酸钡的质量，计算硫酸钡的物质的量，根据硫元素守恒计算二氧化硫的体积，进而计算二氧化硫的体积分数；

解答 解：（1）步骤①中加入H₂O₂溶液，过氧化氢具有氧化性，二氧化硫具有还原性被氧化为硫酸，发生反应的离子方程式为H₂O₂+SO₂=2H⁺+⁺SO₄^2-，
故答案为：H₂O₂+SO₂=2H⁺+⁺SO₄^2-；
（2）沉淀溶解平衡中硫酸根离子浓度和钡离子浓度乘积为常数，随着加入的钡离子浓度增大，硫酸根离子浓度减小；始终是饱和溶液中的沉淀溶解平衡，应在曲线上变化；bd点不是该温度下的饱和溶液；
故答案为：不变，③；
（4）mg是硫酸钡的质量，硫酸钡的物质的量为$\frac{mg}{233g/mol}$=$\frac{m}{233}$mol，根据硫元素守恒可知二氧化硫的体积为$\frac{m}{233}$mol×22.4L/mol=$\frac{22.4m}{233}$L，故尾气中二氧化硫的体积分数=$\frac{\frac{22.4．m}{233}L}{VL}$=$\frac{22.4m}{233V}$×100%；
故答案：$\frac{22.4m}{233V}$×100%；

点评 本题考查学生对实验原理与实验操作的理解、实验方案设计、元素化合物性质、化学计算、沉淀溶解平衡等，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．