Question

某化学兴趣小组，模拟测定硫酸工业生产中SO₂、N₂和O₂混合气体中SO₂的体积分数，选用了下列简易实验装置：
（1）若混合气的流向从左向右，则上述装置组装连接的顺序是：混合气→

 

（填a、b、c、d、e）．
（2）装置②中发生反应的离子方程式为

 

；当装置②中出现

 

现象时，应立即停止通气．若此时没有及时停止通气，则测定的SO₂的体积分数

 

（选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”）．
（3）下列试剂中，可以用来代替试管中碘的淀粉溶液的是

 

（填编号）．
A．酸性KMnO4溶液B．NaOH溶液C．溴水D．氨水
（4）若碘溶液的浓度为0.05mol/L、体积为20mL，收集到的N₂和O₂的体积为297.6mL（已折算为标准状况下的体积），则SO₂的体积分数为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：（1）原料气通过碘的淀粉溶液，碘能氧化H₂SO₃，生成H₂SO₄ ，吸收二氧化硫气体，通过装置ⅠⅢ排水量气测定仪器和氮气的体积；
（2）装置②中碘氧化二氧化硫生成硫酸和氢碘酸；装置②是吸收二氧化硫气体，碘的淀粉溶液是蓝色，当蓝色褪去，说明碘单质全部反应，应停止通气，否则造成误差；
（3）二氧化硫具有还原性，可以利用高锰酸钾溶液吸收，且现象明显，氢氧化钠虽能吸收二氧化硫其他单无明显现象，溴水可以吸收二氧化硫棕红色褪去，现象明显，氨水可以吸收二氧化硫，但实验现象无明显现象；
（4）依据碘单质氧化二氧化硫的化学方程式计算二氧化硫气体体积，得到原料气的总体积，计算二氧化硫的体积分数．

解答： 解：（1）原料气通过碘的淀粉溶液，碘能氧化H₂SO₃，生成H₂SO₄ ，吸收二氧化硫气体，通过装置ⅠⅢ排水量气测定仪器和氮气的体积，连接装置接口顺序为：c→d→b→a→e；
故答案为：c→d→b→a→e；
（2）装置②中碘氧化二氧化硫生成硫酸和氢碘酸，发生反应的离子方程式为SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-；装置②是吸收二氧化硫气体，碘的淀粉溶液是蓝色，当蓝色褪去，说明碘单质全部反应，应停止通气，否则二氧化硫吸收不完全，造成误差偏低；
故答案为：SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-；蓝色恰好变成无色；偏低；
（3）二氧化硫具有还原性，可以利用高锰酸钾溶液吸收，且现象明显，氢氧化钠虽能吸收二氧化硫其他单无明显现象，溴水可以吸收二氧化硫棕红色褪去，现象明显，氨水可以吸收二氧化硫，但实验现象无明显现象；
故答案为：A、C；
（4）写出方程式I₂+SO₂+2H₂O=2I^-+SO₄^2-+4H⁺
由条件知n（SO₂）=n（I₂）=0.05 mol/L×0.02 L=0.001 mol，即22.4 mL，
所以工业原料气总体积为 297.6 mL+22.4 mL=320 mL，
其中SO₂的体积分数为

22.4

320

×100%=7%，故答案为：7%．

点评：本题考查了二氧化硫性质分析，处理方法和计算应用，注意实验测定过程的分析判断，掌握基础是关键，题目难度中等．