Question

2012年冬天，我国城市空气污染状况受到人们的强烈关注。在空气质量报告中，SO₂的指数是衡量空气质量好坏的重要指标。为了测定空气中的SO₂含量，有三位同学分别采用了以下三种测定方法。

I．氧化还原法：甲同学根据化学反应原理SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI设计了如下图所示的装置进行实验：
（1）该实验需80ml浓度为5×10^-4mol/L的碘
溶液，甲同学应选择 ml的容量瓶进行配制。
（2）广口瓶中使用多孔球泡的目的是         。
（3）在甲同学所配碘溶液浓度准确，并且量取药品及 实验过程中各种读数均无错误的情况下，利用上述装置所测定的SO₂含量仍然比实际含量低，请分析其中可能的原因（至少写两种原因）
                                                     
II．重量法：乙同学拟用实验室常用仪器组成简易装置测定空气中的SO₂含量。实验操作过下：
按如下实验装置图安装好仪器，在广口瓶中盛放足量的H₂O₂水溶液，用规格为20ml的针筒抽气100次，使空气中的SO₂被H₂O₂水溶液充分吸收（SO₂+H₂O₂=H₂SO₄）。在吸收后的水溶液中加入足量的BaCl₂溶液，生成白色沉淀（H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl），经过滤、洗涤、干燥等步骤后进行称量，得白色固体0．18mg。

（4）取样处空气中SO₂含量为    mg/L（精确到0.001）。
（5）现查阅资料知，常温下BaSO₃的K_sp为5．48×10^-7，饱和亚硫酸溶液中c(SO₃^2-)=6.3×10^-8mol/L。有同学认为以上实验不必用H₂O₂吸收SO₂，直接用0.lmol/L BaCl₂溶液来吸收SO₂即可产生沉淀，你认为这样做     （填“正确”或“不正确”），请利用以上数据简述理由     。
III．仪器法：丙同学直接使用一种SO₂浓度智能监测仪测定空气中的SO₂含量，这种监测仪是利用电化学原理，根据电池产生电流的强度来准确测量SO₂浓度的。该电池总的化学反应原理为：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄。
（6）请写出该电池负极的电极反应式：           。

Answer 1

（14分）
（1）100ml  (2分)
（2）多孔球泡有利于气体与溶液的接触面积，有利于充分吸收SO₂ 气体；(2分)
（3）装置的气密性不好；棉花球不干燥吸收部SO₂ 气体等；（只要答案合理均可给分）；(2分)
（4）0.025 mg (2分)
（5）不正确(2分)；因为溶液中 cBa²⁺ =0.lmol/L，_CSO₃^2- 小于6.3×10^-8 其乘积小于BaSO₃的K_sp
所以不会产生沉淀(2分)
（6）SO₂-2e+2H₂O=4H⁺+ SO₄^2-(2分)

解析试题分析：抓住本题的关键是测定空气中的SO₂含量，分别用氧化还原法、重量法、仪器法来进行测定；
（1）常用的容量瓶容积有100 ml、250 ml、500ml、1000 ml，配置80 ml溶液选用100 ml合适；
（2）增大气体与溶液的接触面积，有利于充分吸收SO₂ 气体；
（3）只要是引起SO₂ 没有和碘溶液反应的都会造成所测定的SO₂含量仍然比实际含量低；
（4）抽气100次气体体积为2000 ml，即2 L，得到沉淀0.18 mg 根据SO₂~H₂SO₄~BaSO₄↓
64           233
X            0.18 mg
X="0.049" mg  则每升空气中SO₂含量为0.025 mg
（5）浓度离子积Qc＜K_sp 没有沉淀生成；Qc=K_sp 溶液达到沉淀溶解平衡；Qc＞K_sp ，溶液有沉淀生成；因为溶液中 cBa²⁺ =0.lmol/L，_CSO₃^2- 小于6.3×10^-8 其乘积小于BaSO₃的K_sp 所以不会产生沉淀， 溶液有沉淀生成
（6）负极失电子发生氧化反应；
考点：本题以探究实验为基础，考察学生解决生活中的实际问题。以及化学计算、电化学方程式的书写。