Question

4．我国农业因遭受酸雨而造成每年损失高达十五多亿元．为了有效控制酸雨，目前国务院已批准了《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规．
（1）现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如表：

测试时间/h	0	1	2	3	4
雨水的pH	4.73	4.62	4.56	4.55	4.55

分析数据，完成下列问题：
①雨水样品的pH变化的原因是（用化学反应方程式表示）2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄
②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变小（填“大”或“小”），原因是（用化学方程式表示）SO₂+2H₂O+Cl₂=H₂SO₄+2HCl．
（2）要测定空气中SO₂ 的含量，某同学设计如下方案：
将空气以恒定速率x L/min缓慢通入10mL 0.001mol/L酸性高锰酸钾溶液，当一段时间t后通入5m³空气时，溶液恰好褪色（假定空气中其它成分不与酸性高锰酸钾反应）．
①写出SO₂ 与酸性高锰酸钾反应的离子方程式5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺（反应后锰元素以Mn²⁺ 形式存在）．
②SO₂ 使高锰酸钾溶液褪色体现SO₂ 的性质是B（填选项）
A．氧化性     B．还原性     C．漂白性     D．酸性氧化物通性
③空气中SO₂ 的含量为0.32mg/m³
④使溶液褪色所需的时间t越长，则空气中SO₂ 的含量越小（填“大”或“小”）

Answer 1

分析 （1）①雨水的pH值变小的原因是由于排放出来的SO₂等气体溶于水后生成H₂SO₃，H₂SO₃随雨水的下降，逐渐被空气中的氧气所氧化生成易电离的H₂SO₄，2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，从而使雨水的酸性增强；
②根据氯气能氧化H₂SO₃生成硫酸和盐酸，溶液的酸性增强，PH减小；
（2）①二氧化硫具有还原性，能被酸性高锰酸钾氧化为硫酸根离子，据此书写离子方程式；
②二氧化硫具有还原性，能被酸性高锰酸钾氧化；
③根据二氧化硫和高锰酸钾之间的反应进行计算即可；
④使溶液褪色所需的时间t越长，说明二氧化硫的浓度越小，含量越小．

解答 解：（1）①雨水的pH值变小的原因是由于排放出来的SO₂等气体溶于水后生成H₂SO₃，H₂SO₃随雨水的下降，逐渐被空气中的氧气所氧化生成易电离的H₂SO₄，方程式为2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，从而使雨水的酸性增强，故答案为：2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄；
②因氯气能氧化H₂SO₃生成硫酸和盐酸，两者都是强酸，酸性增强，PH减小，发生反应：SO₂+2H₂O+Cl₂=H₂SO₄+2HCl，
故答案为：小；SO₂+2H₂O+Cl₂=H₂SO₄+2HCl；
（2）①二氧化硫具有还原性，能被酸性高锰酸钾氧化为硫酸根离子，离子方程式为：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；故答案为：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；
②二氧化硫具有还原性，能被酸性高锰酸钾氧化，故选B；
③根据二氧化硫和高锰酸钾之间的反应5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，以恒定速率x L/min缓慢通入10mL 0.001mol/L酸性高锰酸钾溶液，当一段时间t后通入5m³空气时，溶液恰好褪色，高锰酸钾的量是0.01L×0.001mol/L=10^-5mol，所以含有的二氧化硫的物质的量是2.5×10^-5mol，
④使溶液褪色所需的时间t越长，说明二氧化硫的浓度越小，含量越小2.5×10^-5mol，空气中SO₂ 的含量为$\frac{2.5×1{0}^{-5}mol×64g/mol}{5}$=0.00032g/m³=0.32mg/m³，
故答案为：0.32；
④使溶液褪色所需的时间t越长，说明二氧化硫的浓度越小，含量越小，故答案为：小．

点评 本题比较简单，主要考查了酸雨的有关知识，注意二氧化硫的性质的灵活应用是关键，难度不大．