Question

某硫酸厂周围的空气中含有较多SO₂，为了测定空气中SO₂的体积分数做了如下实验：
取上述标准状况下的空气1L（内含N₂、O₂、SO₂、CO₂），慢慢通过足量溴水，然后在此溶液中加入过量的BaCl₂溶液，产生白色沉淀，过滤后将沉淀洗净，干燥后称重为0.233g．请回答：
（1）通入足量溴水的目的是：______，写出相关反应的离子方程式：______．
（2）加入过量的BaCl₂溶液的目的是：______，写出相关反应的离子方程式：______．
（3）过滤后，若在滤液中加K₂SO₄溶液，有白色沉淀产生，证明：______．
（4）用蒸馏水洗涤沉淀2～3次，若在洗液中加入AgNO₃溶液，无沉淀出现，证明：______．
（5）试计算空气中SO₂的体积分数．

Answer 1

解：（1）Br₂具有氧化性，能氧化SO₂生成SO₄^2-，自身被还原成Br^-，离子方程式为：Br₂+SO₂+H₂O=4H⁺
+2Br^-+SO₄^2-，所以通入足量溴水的目的是Br₂将SO₂氧化生成SO₄^2-，
故答案为：Br₂将SO₂氧化生成SO₄^2-；Br₂+SO₂+H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，
（2）BaCl₂溶液能与SO₄^2-生成沉淀，离子方程式为：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，所以加入过量的BaCl₂溶液的目的使SO₄^2-沉淀完全，
故答案为：使SO₄^2-沉淀完全；Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
（3）在滤液中加K₂SO₄溶液，有白色沉淀产生，说明滤液中含有Ba²⁺，即沉淀剂已经足量；
故答案为：沉淀剂已经足量；
（4）用蒸馏水洗涤沉淀2～3次，若在洗液中加入AgNO₃溶液，无沉淀出现，说明滤液中不含有Cl^-，即沉淀已洗涤干净，
故答案为：沉淀已洗涤干净；
（5）利用关系式：SO₂ ～SO₄^2-～BaSO₄，
0.001mol
1L空气中SO₂的体积为22.4L/mol×0.001mol=0.0224L，SO₂的体积分数为%=2.24%，
故答案为：2.24%；
分析：（1）Br₂具有氧化性，能氧化SO₂生成SO₄^2-，自身被还原成Br^-；
（2）BaCl₂溶液能与SO₄^2-生成沉淀；
（3）在滤液中加K₂SO₄溶液，有白色沉淀产生，说明滤液中含有Ba²⁺；
（4）用蒸馏水洗涤沉淀2～3次，若在洗液中加入AgNO₃溶液，无沉淀出现，说明滤液中不含有Cl^-；
（5）利用关系式：SO₂～SO₄^2-～BaSO₄，根据BaSO₄沉淀的质量求出SO₂的体积，最后求出体积分数；
点评：本题考查的是二氧化硫的性质、氧化还原方程式的书写以及实验原理，根据原理即可完成．