Question

7．钍试剂滴定法测定烟气中SO₃、SO₂含量的装置如图所示．

吸收瓶	1	2	3
试剂	50mL
异丙醇	50mL 6.8%
H2O2溶液		50mL 6.8%
H2O2溶液
目的	吸收SO3	吸收SO2

当通过1m³烟气时，将吸收瓶1中的吸收液转移至锥形瓶1中，加入1～3滴钍指示剂，以0.025 00mol•L^-1的Ba（ClO₄）₂标准液滴定至终点，消耗Ba（ClO₄）₂溶液20.00mL；将吸收瓶2、3中的吸收液转移至1 000mL容量瓶中并定容，取50.00mL至锥形瓶2中，加入40mL异丙醇，加入1～3滴钍指示剂，以0.025 00mol•L^-1的Ba（ClO₄）₂标准液滴定至终点，消耗Ba（ClO₄）₂溶液30.00mL[已知：Ba（ClO₄）₂+H₂SO₄═BaSO₄↓+2HClO₄]．
（1）将吸收瓶放入冰水箱中的目的是降温，增大气体的溶解度，使SO₂、SO₃易被吸收．
（2）100g 6.8%（质量分数）的H₂O₂溶液最多能吸收4.48 L（标准状况）SO₂．
（3）当溶液中SO₄^2-完全沉淀[c（SO₄^2-）≤1.0×10^-6 mol•L^-1]时，c（Ba²⁺）≥1.1×10^-4 mol/L[室温下，K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10]．
（4）根据以上数据计算烟气中SO₃、SO₂的质量浓度ρρ（SO₃）=40 mg•m^-3，ρ（SO₂）=960 mg•m^-3（mg•m^-3）（请给出计算过程）．

Answer 1

分析 （1）降低温度，增大气体溶解度，有利于二氧化硫、三氧化硫的吸收；
（2）发生反应：H₂O₂+SO₂=H₂SO₄，计算溶液中H₂O₂的质量，结合方程式计算二氧化硫的体积；
（3）K_sp（BaSO₄）=c（SO₄^2-）×c（Ba²⁺）=1.1×10^-10计算；
（4）吸收瓶1吸收SO₃，根据S原子守恒可知n（SO₃）=n[Ba（ClO₄）₂]₁，吸收瓶2、3吸收SO₂，根据S原子守恒可知n（SO₂）=n[Ba（ClO₄）₂]₂，进而计算质量浓度．

解答 解：（1）将吸收瓶放入冰水箱中，可以降温，增大气体的溶解度，使SO₂、SO₃易被吸收，
故答案为：降温，增大气体的溶解度，使SO₂、SO₃易被吸收；
（2）设标况下最多能吸收二氧化硫的体积为V，则：
       H₂O₂+SO₂=H₂SO₄
      34g   22.4L 
100g×6.8%  V
所以V=$\frac{100g×6.8%×22.4L}{34g}$=4.48L
故答案为：4.48；
（3）当溶液中SO₄^2-完全沉淀时c（SO₄^2-）≤1.0×10^-6 mol•L^-1，K_sp（BaSO₄）=c（SO₄^2-）×c（Ba²⁺）=1.1×10^-10，则c（Ba²⁺）≥$\frac{1.1×1{0}^{-10}}{1.0×1{0}^{-6}}$mol/L=1.1×10^-4 mol/L，
故答案为：1.1×10^-4 mol/L；
（4）吸收瓶1吸收SO₃，根据S原子守恒可知n（SO₃）=n[Ba（ClO₄）₂]₁=0.025 00 mol•L^-1×0.020 00 L=5.000×10^-4 mol，
ρ（SO₃）=（5.000×10^-4 mol×80 g•mol^-1×10³ mg•g^-1）/1 m³=40 mg•m^-3；
吸收瓶2、3吸收SO₂，根据S原子守恒可知n（SO₂）=n[Ba（ClO₄）₂]₂=0.025 00 mol•L^-1×0.030 00 L×$\frac{1000mL}{50.00mL}$=0.015 00 mol，
ρ（SO₂）=（0.015 00 mol×64 g•mol^-1×10³ mg•g^-1）/1 m³=960 mg•m^-3，
故答案为：ρ（SO₃）=40 mg•m^-3，ρ（SO₂）=960 mg•m^-3．

点评 本题考查物质含量测定、化学方程式计算、溶度积有关计算，题目素材陌生，易使学生产生畏惧感，侧重考查分析计算能力．