题目内容

目前测定空气中SO₂含量主要用氧化还原反应．已知SO₂气体与酸性KMnO₄溶液反应时，MnO₄^- 被还原为Mn²⁺，SO₂被氧化成SO₄^2-．
为测定某地方的空气中SO₂和可吸入颗粒的含量，甲同学设计了如图所示的实验装置：

①其中：或表示密闭容器；表示气体流速管（单位时间内通过气体的体积恒定，且无除尘和吸收气体作用）；表示棉花；颗粒吸附剂可以吸收可吸入的颗粒；→表示气体的流向．
②酸性KMnO₄溶液体积为200mL，浓度为0.1mol?L^-1．回答下列问题：
（1）配制200mL0.1mol?L^-1酸性KMnO₄溶液，需用到的仪器按使用的先后顺序依次有、玻璃棒、、、．玻璃棒的作用是．
（2）写出并配平测定SO₂含量的离子方程式：
（3）若气体流速管中气体流速为acm³/min，当tmin时酸性KMnO₄溶液恰好褪色，则空气中SO₂的含量为（g/cm³）．
（4）实验中棉花的作用是；
若要测定空气中可吸入颗粒的含量（g/L），还需要测出的数据是
（5）乙同学按照同样的方法测量空气中SO₂的含量，所测得的数值总是比实际含量偏低，最可能的原因是（假设溶液配制、称量或量取及各种读数均无错误）：．

解：（1）配制200mL0.1mol?L^-1酸性KMnO₄溶液，由于实验室没有200mL容量瓶，应用250mL容量瓶配制，需用托盘天平称量高锰酸钾固体，在烧杯中加水溶解并用玻璃棒搅拌，冷却后用玻璃棒转移至容量瓶中，玻璃棒的作用是引流，加水至溶液离刻度线1～2cm时改用胶头滴管滴加至刻度线，
故答案为：天平；烧杯；250mL容量瓶；胶头滴管；搅拌和引流；
（2）SO₂具有还原性，高锰酸钾具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成SO₄^2-和Mn²⁺离子，
反应的方程式为5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，
故答案为：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；
（3）高锰酸钾的物质的量为0.2L×0.1moL/L=0.02moL，
根据反应方程式5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，
可知atml空气中含有SO₂的物质的量为 $\text{[math]}$ =0.05mol，
质量为0.05mol×64g/moL=3.2g，
所以空气中SO₂的含量为 $\text{[math]}$ g/cm³，
故答案为： $\text{[math]}$ ；
（4）棉花具有吸附性，可吸收气流中的颗粒，防止可吸入颗粒堵塞导气管或进入酸性高锰酸钾溶液中，使测量质量不准，若要测定空气中可吸入颗粒的含量（g/L），还需要测出的数据是吸收前后颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量，
故答案为：防止可吸入颗粒堵塞导气管或进入酸性高锰酸钾溶液中，使测量质量不准；吸收前后颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量（或将装置用编号表示回答，或答颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量的增加值）；
（5）如测得的数值总是比实际含量偏低，说明二氧化硫未和酸性高锰酸钾溶液充分反应，可能原因是气流速率过快，
故答案为：通入气流速率过快，二氧化硫未和酸性高锰酸钾溶液充分反应就已经被排出；
分析：（1）根据配制200mL0.1mol?L^-1酸性KMnO₄溶液时，需要的操作步骤和每一步操作所需要的仪器分析；
（2）SO₂具有还原性，高锰酸钾具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成SO₄^2-和Mn²⁺离子，以此书写离子方程式；
（3）根据反应的离子方程式计算；
（4）棉花具有吸附性，可吸收气流中的颗粒；
（5）如测得的数值总是比实际含量偏低，说明二氧化硫未和酸性高锰酸钾溶液充分反应．
点评：本题考查物质的组成和含量的测定，题目较难，本题注意实验的原理和操作方法的注意事项．

练习册系列答案

表示气体流速管（单位时间内通过气体的体积恒定，且无除尘和吸收气体作用）；

表示棉花；颗粒吸附剂可以吸收可吸入的颗粒；→表示气体的流向．
②酸性KMnO₄溶液体积为200mL，浓度为0.1mol?L^-1．回答下列问题：
（1）配制200mL0.1mol?L^-1酸性KMnO₄溶液，需用到的仪器按使用的先后顺序依次有

．
（2）写出并配平测定SO₂含量的离子方程式：

5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺

（3）若气体流速管中气体流速为acm³/min，当tmin时酸性KMnO₄溶液恰好褪色，则空气中SO₂的含量为

3.2

（g/cm³）．
（4）实验中棉花的作用是

防止可吸入颗粒堵塞导气管或进入酸性高锰酸钾溶液中，使测量质量不准

；
若要测定空气中可吸入颗粒的含量（g/L），还需要测出的数据是

吸收前后颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量（或将装置用编号表示回答，或答颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量的增加值）．

（5）乙同学按照同样的方法测量空气中SO₂的含量，所测得的数值总是比实际含量偏低，最可能的原因是（假设溶液配制、称量或量取及各种读数均无错误）：

通入气流速率过快，二氧化硫未和酸性高锰酸钾溶液充分反应就已经被排出

．

①其中：

或

表示密闭容器；

表示气体流速管（单位时间内通过气体的体积恒定，且无除尘和吸收气体作用）；

表示棉花；颗粒吸附剂可以吸收可吸入的颗粒；→表示气体的流向．
②酸性KMnO₄溶液体积为200mL，浓度为0.1mol?L^-1．回答下列问题：
（1）配制200mL0.1mol?L^-1酸性KMnO₄溶液，需用到的仪器按使用的先后顺序依次有______、玻璃棒、______、______、______．玻璃棒的作用是______．
（2）写出并配平测定SO₂含量的离子方程式：______
（3）若气体流速管中气体流速为acm³/min，当tmin时酸性KMnO₄溶液恰好褪色，则空气中SO₂的含量为______（g/cm³）．
（4）实验中棉花的作用是______；
若要测定空气中可吸入颗粒的含量（g/L），还需要测出的数据是______
（5）乙同学按照同样的方法测量空气中SO₂的含量，所测得的数值总是比实际含量偏低，最可能的原因是（假设溶液配制、称量或量取及各种读数均无错误）：______．

①其中：

或

表示密闭容器；

表示气体流速管（单位时间内通过气体的体积恒定，且无除尘和吸收气体作用）；

表示棉花；颗粒吸附剂可以吸收可吸入的颗粒；→表示气体的流向．
②酸性KMnO₄溶液体积为200mL，浓度为0.1mol?L^-1．回答下列问题：
（1）配制200mL0.1mol?L^-1酸性KMnO₄溶液，需用到的仪器按使用的先后顺序依次有    、玻璃棒、    、    、    ．玻璃棒的作用是    ．
（2）写出并配平测定SO₂含量的离子方程式：
（3）若气体流速管中气体流速为acm³/min，当tmin时酸性KMnO₄溶液恰好褪色，则空气中SO₂的含量为    （g/cm³）．
（4）实验中棉花的作用是    ；
若要测定空气中可吸入颗粒的含量（g/L），还需要测出的数据是
（5）乙同学按照同样的方法测量空气中SO₂的含量，所测得的数值总是比实际含量偏低，最可能的原因是（假设溶液配制、称量或量取及各种读数均无错误）：    ．

中央电视台从2001年6月5日起每天都要报道47个重点城市的空气质量预报。包括SO₂和可吸入颗粒的含量。目前测定空气中SO₂含量主要用氧化还原反应法。假如给你气体流速管（单位时间内通过气体的体积恒定但无除尘和吸收气体的作用）“¤”、密闭容器“□”、敞口仪器“∪”、导管“-或、0.0001mol?L^-1的酸性高锰酸钾溶液、颗粒吸附剂、品红试液、pH试纸等仪器和药品，请设计一个实验装置，测定你所在地区空气中SO₂和可吸入颗粒的含量。已知5SO₂+2H₂O+2MnO₄^-（紫色）=5SO₄^2-+2Mn²⁺（无色）+4H⁺。环境空气质量标准如下：

（1）画出测定空气中SO₂和可吸入颗粒的含量的实验装置图（并指出仪器中的药品）。

（2）若气体流速管中气体流速为5000cm³?min^-1，当140min时20mL0.0001mol?L^-1的酸性高锰酸钾溶液恰好退色，则根据我国空气质量标准和测定结果判断所测定地点的空气中SO₂的含量属于_________（填数字）级标准（环境）。
（3）若要测定空气中可吸入颗粒的含量，需要测出的数据有__________________________________。

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