Question

（2013?长沙模拟）硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%（体积分数）时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，可以提高实验的准确度，其理由是

增大SO₂与碘水的接触面积，使SO₂和碘水充分反应

．
（2）洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，测得的SO₂含量

偏低

（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
【乙方案】实验步骤如下面流程图所示：
（3）步骤①中过量H₂O₂的作用是

将SO₂完全转化为SO₄^2-

；
（4）写出步骤②中反应的化学方程式

H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO4↓+2H₂O

；
（5）步骤②中Ba（OH）₂是否足量的判断方法是

静置分层后，向上层清液中继续滴加Ba（OH）₂溶液，若无浑浊现象产生说明Ba（OH）₂足量，否则不足

．
（6）通过的尾气体积为V L（已换算成标准状况）时，该尾气中二氧化硫的含量（体积分数）为

22.4m

233V

（用含有V、m的代数式表示）．

Answer 1

分析：甲方案利用的原理为：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，据此确定二氧化硫的物质的量，进而定尾气中二氧化硫的含量；
（1）洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以增大SO₂与碘水的接触面积，使SO₂和碘水充分反应；
（2）洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，则通入尾气的体积增大；
乙方案利用的原理为：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄，H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2H₂O，最后沉淀硫酸钡的质量计算尾气中二氧化硫的质量，进而计算尾气二氧化硫含量；
（3）由方案原理可知，H₂O₂是将SO₂完全转化为SO₄^2-；
（4）步骤②中硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡与水；
（5）步骤②中Ba（OH）₂是否足量的判断方法是：静置分层后，向上层清液中继续滴加Ba（OH）₂溶液，若无浑浊现象产生说明Ba（OH）₂足量，否则不足；
（6）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：甲方案利用的原理为：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，最后测定剩余气体的体积，进而定尾气中二氧化硫的含量；
（1）洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以增大SO₂与碘水的接触面积，使SO₂和碘水充分反应；
故答案为：增大SO₂与碘水的接触面积，使SO₂和碘水充分反应；
（2）洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，则通入尾气的体积增大，因此SO₂含量偏低；
故答案为：偏低；
乙方案利用的原理为：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄，H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2H₂O，最后沉淀硫酸钡的质量计算尾气中二氧化硫的质量，进而计算尾气二氧化硫含量；
（3）由方案原理可知，H₂O₂是将SO₂完全转化为SO₄^2-；
故答案为：将SO₂完全转化为SO₄^2-；
（4）步骤②中反应的化学方程式为：H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO4↓+2H₂O；
故答案为：H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO4↓+2H₂O；
（5）步骤②中Ba（OH）₂是否足量的判断方法是：静置分层后，向上层清液中继续滴加Ba（OH）₂溶液，若无浑浊现象产生说明Ba（OH）₂足量，否则不足；
故答案为：静置分层后，向上层清液中继续滴加Ba（OH）₂溶液，若无浑浊现象产生说明Ba（OH）₂足量，否则不足；
（6）mg是硫酸钡的质量，硫酸钡的物质的量为

mg

233g/mol

=

m

233

 mol，根据硫元素守恒可知二氧化硫的体积为

m

233

mol×22.4L/mol=

22.4m

233

L，故尾气中二氧化硫的体积分数

22.4m 233 L

VL

=

22.4m

233V

；
故答案为：

22.4m

233V

．

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．