Question

SO₂是大气主要污染物，是形成酸雨的主要物质．某校学习小组对有关问题进行了探究：
（Ⅰ）已知反应：Na₂SO₃（固）+H₂SO₄（浓） 

△   .

Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O学习小组依据此反应来制备SO₂，并设计了如图1装置，则制备收集SO₂并防止污染空气，选择的装置从左至右的顺序为

 

．
（Ⅱ）测定硫酸厂尾气中SO₂含量（不考虑尾气中的SO₃）．
方案甲 化学学习小组设计了如图2装置来测定硫酸厂尾气中SO₂含量．  通入气体，A中颜色变浅．当A中颜色变为无色时，停止通入气体．
（1）A中发生的离子反应方程式为：

 

．
（2）A中的试剂可用其它试剂替代，试写出一种可替代的试剂为

 

．
（3）当A中颜色变为无色时没有及时停止通气体，则测得的SO₂含量

 

．（填偏高、偏低或不变）
（4）若气体流速为a L/min，A中c（I₂）=6mol/L，溶液体积为VL．2分钟时A中颜色变为无色． 则标准状况下SO₂的体积百分含量为

 

（假设通入的SO₂被完全吸收）．
方案乙  学习小组设计了如下方案：尾气

H2O2(过量)

溶液

Ba(OH)2过量

固体
某同学认为该方案无需使用H₂O₂，可直接将SO₂通入过量的Ba（OH）₂溶液中．你认为该同学是否正确并说明理由

 

．

Answer 1

分析：Ⅰ、实验目的是制备收集SO₂并防止污染空气，选择的装置为制备二氧化硫的发生装置A，向上排气法的收集装置D，尾气吸收装置F；
Ⅱ、（1）二氧化硫通入淀粉碘化钾溶液中发生反应二氧化硫被碘单质氧化为硫酸；
（2）A中的试剂可用其它试剂替代需要能吸收二氧化硫且反应现象明显，能证明二氧化硫全部被吸收的试剂；
（3）反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，与碘反应时二氧化硫过量，导致测定的剩余气体的体积偏大，导致测得的SO₂的含量偏低；
（4）依据题干数据气体流速计算气体体积，结合碘单质全部反应消耗二氧化硫物质的量计算体积，得到二氧化硫的体积分数；二氧化硫通入氢氧化钡溶液生成的亚硫酸钡沉淀会被氧化为硫酸钡沉淀导致测定误差．

解答：解：Ⅰ、依据实验目的是制备收集SO₂并防止污染空气，选择的装置为制备二氧化硫的发生装置A，向上排气法的收集装置D，尾气吸收装置F，制备收集SO₂并防止污染空气，选择的装置从左至右的顺序为ADF，
故答案为：ADF；
Ⅱ、（1）二氧化硫通入淀粉碘化钾溶液中发生反应二氧化硫被碘单质氧化为硫酸反应的离子方程式为I₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，
故答案为：I₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI；
（2）A中的试剂可用其它试剂替代需要能吸收二氧化硫且反应现象明显，能证明二氧化硫全部被吸收的试剂，可以利用高锰酸钾溶液或溴水溶液代替，
故答案为：高锰酸钾溶液或溴水溶液；
（3）溶液蓝色刚好褪去，应及时停止通气，若反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，与碘反应时二氧化硫过量，导致测定的剩余气体的体积偏大，测定的二氧化硫的体积偏小，导致测得的SO₂的含量偏低，
故答案为：偏低；
（4）若气体流速为a L/min，A中c（I₂）=bmol/L，溶液体积为VL．2分钟时A中颜色变为无色．气体通入体积=2aL，依据化学方程式I₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，计算得到二氧化硫物质的量=碘单质物质的量=bVmol，二氧化硫体积标准状况下=bVmol×22.4L/mol=22.4bVL，则标准状况下SO₂的体积百分含量=

22.4bVL

2aL

×100%=

11.2bV

a

×100%；乙方案，是利用过氧化氢氧化二氧化硫为硫酸后形成硫酸钡沉淀称量测定，某同学认为该方案无需使用H₂O₂，可直接将SO₂通入过量的Ba（OH）₂溶液中，不正确，过程中生成的亚硫酸钡沉淀会部分氧化为硫酸钡沉淀，产生误差，
故答案为：

11.2bV

a

×100%；不正确，亚硫酸钡沉淀会部分氧化为硫酸钡沉淀．

点评：本题考查了物质性质的实验探究方法分析判断，实验设计方法和物质性质是解题关键，题目难度中等．