Question

某工业生产上规定空气中二氧化硫的允许排放量不得超过0.02mg/m³．某研究性学习小组利用“碘量法”测定某化工厂附近空气中的二氧化硫的含量，请你参与并协助他们完成相关学习任务．
【查阅资料】淀粉遇碘（I₂）变蓝，遇氢碘酸（HI）不变色．氢碘酸为无色液体．
【测定原理】
碘溶液吸收SO₂的化学反应原理是：SO₂+I₂+2H₂O═X+2HI．X的化学式为

 

．
【测定步骤】
（1）取配制好的碘（I₂）溶液5.00mL（含I₂的质量为6.35×10^-4 mg）于下述装置中的反应容器内，并滴加2-3滴无色淀粉溶液．

（2）利用上述装置到指定的测试点抽气，每拉动1次注射器抽气100mL，并注入碘溶液中，直到反应恰好完全为止，记录抽气的次数．抽气时应进行的操作是

 

．实验中表明恰好完全反应的现象是

 

．
（3）换到不同地点再重复实验4次（每次所取碘溶液相同）．这样做的目的是

 

．
每次实验的抽气次数记录 如表．

实验次数	1	2	3	4	5
抽气次数	42	38	36	44	40

【得出结论】

二氧化硫的含量	是否超标

【交流与讨论】
实验结束后，有同学提议：可将插入碘溶液的导管下端改成具有多孔的球泡，有利于提高实验的准确度，其理由是

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,质量守恒定律及其应用,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：【测定原理】根据质量守恒定律推断x的化学式；
【测定步骤】
（2）先打开K₁、关闭K₂，用注射器提取室内空气，然后关闭a、打开b，将注射器中的气体压缩到酸性高锰酸钾溶液中；
（3）根据为保证实验结果的准确性，使结果更准确解答；根据题中信息最后计算出1m³空气中含有的二氧化硫的质量，根据空气中二氧化硫含量标准，判断出空气质量情况；
【交流与讨论】
根据有利于提高实验的准确度的方法解答．

解答：解：
【测定原理】根据化学反应前后各种原子的原子个数相等可知：
反应前：S：1，H：4，I：2，O：4；
反应后：H：2，I：2；
故X中含有1个硫原子，2个氢原子，4个氧原子，故X的化学式为：H₂SO₄；
【测定步骤】
（2）先打开K₁ 关闭K₂，用注射器提取室内空气，然后关闭K₁、打开K₂，将注射器中的气体压缩并注入碘溶液中，如果溶液由蓝色恰好变成无色，则说明恰好完全反应；
（3）为保证实验结果的准确性，使结果更准确，所以应多次测量，取平均值；
由表中数据可知平均每次实验的抽气次数为（42+38+36+44+40）÷5=40
则抽气40次SO₂的质量为x，
SO₂～～～～～～～～～～～I₂
64 　　　　　　　　　　254
x                      6.35×10^-4 mg

64

254

=

x

6.35×10-4mg

x=1.6×10^-4mg
每L气体中SO₂的质量为1.6×10^-4mg÷40×100ml×10^-6=0.04mg/L=0.04mg/m³，规定空气中二氧化硫的允许排放量不得超过0.02mg/m³
故超标；
【交流与讨论】
将插入碘溶液的管子下端改成具有多孔的球泡，可以增大空气与碘溶液的接触面积，使空气中的二氧化硫反应充分，有利于提高实验的准确度．
答案：
【测定原理】H₂SO₄
【测定步骤】
（2）关闭k₂打开k₁，向外拉动注射器        溶液由蓝色恰好变成无色
（3）多次测量，取平均值，使结果更准确
【得出结论】

二氧化硫的含量	是否超标
0.04mg/m3	（2分） 超标

【交流与讨论】
增大气体与液体的接触面积，使二氧化硫被充分吸收

点评：本题以空气中甲醛含量测定为载体，考查仪器的选择、对操作的理解分析与评价、对装置的评价、氧化还原反应滴定应用、化学计算等，需要学生具备扎实的基础与运用知识分析、解决问题的能力，侧重对学生能力的考查，兼顾基础知识，难度中等．