Question

8．我国规定居室中装修材料释放出的甲醛气体含量不得超过0.08mg/m³．某研究小组通过查阅资料，拟采用“酸性高锰酸钾溶液褪色法”来测定居室中的甲醛气体含量．测定原理是：5X+4KMnO₄+6H₂SO₄═2K₂SO₄+4MnSO₄+5CO₂↑+11H₂O（X代表甲醛）．操作过程为：用容积为1000mL的医用注射器抽取空气，缓慢注入酸性高锰酸钾溶液中（装置如下，a、b为止水夹），多次注气后当高锰酸钾溶液正好褪色时，停止注入．
（1）请写出甲醛的化学式：CH₂O．
（2）向酸性KMnO₄溶液注气时，两个止水夹的状态应是a关b开（选填“a开b关”、“a关b开”或“都打开”），如果注气过快，可能会使测定结果偏小．（填“大”或“小”）
（3）实验时若当第200次将注射器中空气全部缓慢注入酸性高锰酸钾溶液中时，酸性高锰酸钾溶液正好褪色．请根据化学方程式通过计算说明该居室空气中甲醛含量是否超标（空气中其他成分不与酸性高锰酸钾溶液反应）．

Answer 1

分析 （1）根据化学反应4KMnO₄+5X+6H₂SO₄=2K₂SO₄+4MnSO₄+5CO₂↑+11H₂O，利用质量守恒定律来推出X的化学式；
（2）根据装置的特点选择状态及推断测量结果；
（3）根据高锰酸钾的质量计算甲醛的质量，然后计算空气中甲醛的含量和标准进行比较得出结论．

解答 解：（1）化学反应4KMnO₄+5X+6H₂SO₄=2K₂SO₄+4MnSO₄+5CO₂↑+11H₂O，遵循质量守恒定律，则反应前后的元素相同，原子个数相等，K、Mn、S元素的原子个数前后相等，
反应前现有40个O原子，而反应后共45个O原子，则X中共5个O原子，
反应前现有12个H原子，而反应后共有22个H原子，则X中共有10个H原子，
反应前没有C原子，而反应后共有5个C原子，则X中共有5个C原子，
又X的化学计量数为5，则X的化学式为CH₂O．
故答案为：CH₂O
（2）向酸性KMnO₄溶液注气时，两个止水夹的状态应a关b开；如果注气过快，可能有些气体来不及被吸收，会使测定结果偏小；
故答案为：a关b开；小
（3）解：设甲醛的质量为x
4KMnO₄ +5CH₂O+6H₂SO₄ =4MnSO₄+2K₂SO₄+5CO₂↑+11H₂O
632          150  
7.9g×0.001%  x
$\frac{632}{7.9g×0.001%}$=$\frac{150}{x}$
x=4.0×10^-6g=0.0004mg
因为每次用注射器抽取1000mL室内空气，第200次恰好反应，则通入的空气体积为：1000ml×200=200000mL=0.2m³，所以该居室内空气中甲醛的含量
$\frac{0.0004g}{{0.2m}^{3}}$=0.02mg/m^3_＜0.08mg/m³，故甲醛不超标．
故答案为：甲醛不超标

点评 本题是有关室内甲醛含量的测定的探究，涉及的知识点较多：质量守恒定律的运用、根据化学式的计算、根据化学方程式的计算等，综合性较强，难度较大．