题目内容

SO₂是硫酸工业尾气的主要成分．实验室中，拟用下图所示流程，测定标准状况下，体积为V L的硫酸工业尾气中SO₂的含量：
（1）步骤①中加入H₂O₂溶液时发生反应的离子方程式为，1mol H₂O₂参加反应，转移的电子数为．
（2）步骤③的操作依次是：过滤、、、称重．
（3）一定温度下，BaSO₄的沉淀溶解平衡曲线如图所示．步骤②逐滴加入Ba（OH）₂溶液的过程中，BaSO₄的溶度积常数（填“增大”、“减小”、“不变”之一），溶液中 $数学公式$ 浓度的变化情况为（填序号）
①d→c→e　 ②b→c→d　 ③a→c→e　 ④d→c→a
（4）该V L尾气中SO₂的体积分数为（用含有V、m的代数式表示）．

解：（1）步骤①中加入H₂O₂溶液，过氧化氢具有氧化性，二氧化硫具有还原性被氧化为硫酸，发生反应的离子方程式为H₂O₂+SO₂=2H⁺+⁺SO₄^2-，1mol过氧化氢反应转移电子物质的量为2mol，转移的电子数为2×6.02×10²³=1.204×10²⁴；
故答案为：H₂O₂+SO₂=2H⁺+⁺SO₄^2-，1.204×10²⁴；
（2）步骤③的操作是从溶液中分离出沉淀硫酸钡，操作步骤是过滤、洗涤、干燥、称重；
故答案为：洗涤，干燥；
（3）沉淀溶解平衡中硫酸根离子浓度和钡离子浓度乘积为常数，随着加入的钡离子浓度增大，硫酸根离子浓度减小；始终是饱和溶液中的沉淀溶解平衡，应在曲线上变化；bd点不是该温度下的饱和溶液；
故答案为：不变，③；
（4）mg是硫酸钡的质量，硫酸钡的物质的量为 $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ mol，根据硫元素守恒可知二氧化硫的体积为 $\text{[math]}$ mol×22.4L/mol= $\text{[math]}$ L，故尾气中二氧化硫的体积分数= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ×100%；
故答案： $\text{[math]}$ ×100%；
分析：（1）过程中发生的反应为：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄，H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2H₂O；
（2）步骤③的操作是从溶液中分离出沉淀硫酸钡，操作步骤是过滤、洗涤、干燥、称重；
（3）溶度积常数随温度变化，不随浓度改变；沉淀溶解平衡中硫酸根离子浓度和钡离子浓度乘积为常数，随着加入的钡离子浓度增大，硫酸根离子浓度减小；始终是饱和溶液中的沉淀溶解平衡，应在曲线上变化；
（4）mg是硫酸钡的质量，计算硫酸钡的物质的量，根据硫元素守恒计算二氧化硫的体积，进而计算二氧化硫的体积分数；
点评：本题考查学生对实验原理与实验操作的理解、实验方案设计、元素化合物性质、化学计算、沉淀溶解平衡等，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．