Question

为粗略测定空气中SO₂的含量，某学习小组设计了如图所示的实验装置进行实验：
【资料】
①室温下，碘的溶解度为0.029g．
②我国空气质量标准中SO₂浓度限值（mg/m³）如下表；

一级标准	二级标准	三级标准
≤0.15	≤0.50	≤0.70

③SO₂+I₂=H₂SO₄+2HI
④SO₂可以使酸性KMnO₄溶液褪色
【实验步骤】
①检查气密性；②向C装置中加入1.0mL溶质质量分数为1.27×10^-6 g/mL的碘水（ρ≈1.0g/mL），滴入2～3滴淀粉溶液；③打开弹簧夹

 

（填“a”或“b”），关闭另一个弹簧夹，抽拉注射器吸取500mL空气，再开、闭相应弹簧夹，缓缓推气体进入C装置，重复上述操作多次．当C中溶液颜色

 

时，停止推动注射器的活塞；④实验数据处理．
请回答下列问题
（1）完善步骤③的内容

 

；

 

．
（2）检查装置气密性的操作是：

 

，若

 

，说明装置的气密性良好；
（3）实验时，C装置中原有蒸馏水对实验有无影响？

 

（填“有影响”或“无影 响”）；
（4）在下列因素中，会使测定结果偏低的是

 

A．推动注射器活塞速率太快
B．长期放置的碘水溶质质量分数低于1.27×10^-6 g/mL
C．抽取空气时，未抽满500mL
（5）以下试剂可以代替C装置中碘的淀粉溶液的是

 

．
A．NaOH溶液 B．酸性KMnO₄溶液 C．蒸馏水 D．酚酞试液
（6）工业上吸收SO₂常用足量氨水（用NH₃?H₂O表示），生成一种相对分子质量为116的盐，反应的化学方程式为

 

．还可用石灰乳（Ca（OH）₂悬浊液）吸收SO₂获得副产品石膏，请补充完整该反应方程式：2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂+2H₂O═2

 

．
（7）该小组在同一地点进行了3次实验，推动活塞次数记录如下表（每次抽气为500mL）．进行3次实验的目的是

 

；综合3次实验数据分析：该测定地点的空气质量属于

 

级标准（写出计算过程） 

实验序号	1	2	3
推动次数	19	20	21

Answer 1

考点：测定空气里氧气含量的探究,检查装置的气密性,质量守恒定律及其应用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（1）根据抽取空气的目的分析弹簧夹的开关；根据SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，当单质碘恰好完全反应时，淀粉遇碘变成的蓝色就会消失分析现象；
（2）根据装置气密性的检验必须要保证装置能形成一个密闭的体系和引起密闭体系内的压强的变化分析检查该装置的气密性的方法；
（3）根据检验的原理是利用碘液和二氧化硫的反应褪色进行实验分析；
（4）根据检验的原理分析误差；
（5）根据物质能否与二氧化硫作用产生明显的现象分析；
（6）根据反应原理结合质量守恒定律及生成物的相对分子质量写出化学式及化学方程式；
（7）从而根据参加反应的碘的质量即可求出二氧化硫的质量，从而确定此空气中二氧化硫的含量，确定质量等级．

解答：解：（1）b与大气相通，因此要抽取空气，应该打开b，关闭a弹簧夹；SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，当单质碘恰好完全反应时，淀粉遇碘变成的蓝色就会消失变成无色；故答案为：b；由蓝色变成无色；
（2）检查该装置的气密性的方法为：关闭弹簧夹b，打开a，推注射器，若C中产生气泡，B中水倒流进入量筒，说明装置的气密性良好；故答案为；关闭弹簧夹b，打开a，推注射器，若C中产生气泡，B中水倒流进入量筒，说明装置的气密性良好；
（3）检验的原理是利用碘液和二氧化硫的反应褪色，与水无关，故原有的水对实验无影响；故答案为：无影响；
（4）A．推动注射器活塞速率太快，使二氧化硫不能充分吸收反应，会使结果偏低；
B．长期放置的碘水溶质质量分数低于1.27×10^-6 g/mL，会使结果偏大；
C．抽取空气时，未抽满500mL，会使结果偏低；
（5）A、氢氧化钠与二氧化硫反应无明显的现象，故不能代替；
B、SO₂可以使酸性KMnO₄溶液褪色，因此可以利用高锰酸钾实验；
C、水不能和二氧化硫反应产生明显的现象，因此不能代替；
D、酚酞试液和二氧化硫混合也不能产生明显的现象，因此不能代替；
故选项为；B；
（6）工业上吸收SO₂常用足量氨水（用NH₃?H₂O表示），生成一种相对分子质量为116的盐，盐中的金属离子是铵根离子，酸根可能是硫酸根离子，也可能是亚硫酸根离子，形成硫酸铵或亚硫酸铵，而亚硫酸铵的相对分子质量为116，因此生成物是亚硫酸铵，故反应的方程式为：SO₂+2NH₃?H₂O═（NH₄）₂SO₃+H₂0；根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和个数都不变，反应后缺少两个因此CaSO₄?2H₂O；
（7）解：3次实验活塞平均推动次数（19+20+21）次/3=20次 
注射器每次抽气体积为20次×500mL/次=10000mL   
   SO₂～I₂  
  64   254            
  x   1.27×10^-6 g/mL×1.0mL        
?

64

x

=

254

1.27×10-6g/mL×1.0mL

???
解得：x=0.32×10^-6g     
该测定地点空气中SO₂浓度为：

0.32×10-6g×10

10000mL×10-6

=0.032mg/m3?????
结论：该测定地点的空气质量为一级标准．

点评：本题主要对空气中二氧化硫的含量进行了探究，该题有一定的深度，难度较大，主要培养学生分析问题、解决问题的能力，依据信息提供的原理分析．