Question

SO₂是大气污染物之一，为粗略地测定周围环境中SO₂的含量，某学生课外活动小组设计了如图所示实验装置．
（1）检查该装置的气密性时，先在试管中装入适量的水（保证玻璃导管的下端浸没在水中），然后

 

（填写操作方法）时，将会看到

 

（填写实验现象），则证明该装置的气密性良好．
（2）向试管中加入0.0005mol?L^-1碘水1.0mL，用适量的蒸馏水稀释后再加入2～3滴淀粉溶液，配制成溶液A．测定指定地点的空气中SO₂的含量时，推拉注射器的活塞反复抽气；A溶液由

 

色变为

 

色时反应恰好完全进行，此时停止抽气，该反应的化学方程式为

 

．
（3）我国环境空气质量标准中对每次空气质量测定中SO₂的最高浓度限值如下表所示．

浓度限值/（mg?m-3）
一级标准	二级标准	三级标准
0.15	0.50	0.70

分组	第一小组	第二小组
抽气次数	100	120
SO2含量/（mg?m-3）	0.064	0.53

该学生课外活动小组分成第一小组和第二小组，使用相同的实验装置和溶液A．在同一地点、同时测量空气中SO₂的含量．当反应恰好完全进行，记录抽气次数如下（假设每次抽气500mL）．请将上右表填写完整（计算时保留2位有效数字）．判断该地点的空气中SO₂的含量属于

 

（填数字）级标准，

 

（“第一”或“第二”）小组的测定结果正确，另一小组实验结果产生较大偏差的原因是（两个小组所用装置和药品均无问题）

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,二氧化硫的污染及治理

专题：实验探究和数据处理题

分析：弄清装置气密性的检验必须要保证装置能形成一个密闭的体系和引起密闭体系内的压强的变化，由于当注射器推活塞时，①关闭，②打开；当注射器拉活塞时，①打开，②关闭，因此检查该装置的气密性时，为使形成一个密闭的空间，应拉注射器的活塞，使装置内的压强减小，从而在浸没在水中的玻璃导管口会看到有气泡冒出．由于SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，当单质碘恰好完全反应时，淀粉遇碘变成的蓝色就会消失，从而根据参加反应的碘的质量即可求出二氧化硫的质量，从而确定此地空气中二氧化硫的含量．
（1）弄清装置气密性的检查必须要保证装置形成一个密闭的体系和引起体系内压强变化，由于当注射器推活塞时，①关闭，②打开；当注射器拉活塞时，①打开，②关闭，因此检查该装置气密性时，为使装置形成一个密闭的空间，应拉注射器的活塞，使装置内压强减小，从而在浸没水中的玻璃管口会看到气泡冒出；
（2）由于SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI，当碘单质恰好反应，淀粉遇到碘变成的蓝色就会消失；
（3）由于所取得碘水是一样的，因此两组实验中参与反应的二氧化硫的质量一样多，为了使二氧化硫气体完全被吸收，因此抽拉气体时要缓缓地进行．根据化学方程式计算；由于第二组抽气速率过快，造成空气中SO₂与碘水未充分反应，产生较大误差，所以第一组更实际符合，依据图表数据分析可知符合三级标准，第一，抽气速率过快，造成空气中SO₂与碘水未充分反应，产生较大误差．

解答： 解：（1）若要检验该装置的气密性，首先理解单向阀的作用：单向阀原理说明：当注射器推活塞时，①关闭，②打开；当注射器拉活塞时，①打开，②关闭．因此应该外拉注射器的活塞，导致试管内压强减小，若看到浸没在水中的玻璃管口处有气泡冒出，说明气密性良好；
故答案为：向外轻轻拉动注射器的活塞，浸没在水中的玻璃导管口有气泡冒出；
（2）从提供的化学方程式不难看出，当反应物恰好完全反应时，溶液中不再有单质碘，溶液的蓝色就会消失，当碘单质恰好反应，淀粉遇到碘变成的蓝色就会消失，发生的反应为：SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI；
故答案为：蓝，无；SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI；
（3）由于所取得碘水是一样的，因此两组实验中参与反应的二氧化硫的质量一样多，为了使二氧化硫气体完全被吸收，因此抽拉气体时要缓缓地进行．根据化学方程式计算，设参与反应的二氧化硫的质量为X．
  SO₂ +I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI
64      254
X     0.0005mol?L^-1×0.001.0L×254g/mol
X=0.000032g=0.032mg
第一组：

0.032mg

500×100×10-6m3

=0.064mg/m³
第二组：

0.032mg

500×120×10-6m3

=0.53mg/m³
第一组：0.064mg/m³；第二组：0.53g/m³．
由于第二组抽气速率过快，造成空气中SO₂与碘水未充分反应，产生较大误差，所以第一组更实际符合，依据图表数据分析可知符合三级标准，第一，抽气速率过快，造成空气中SO₂与碘水未充分反应，产生较大误差．
故答案为：三级；第一；抽气速度过快，造成空气中SO₂与碘未充分反应，产生较大误差．

点评：本题考查了物质组成实验测定方法和过程分析判断，主要是 二氧化硫气体体积的测定试验方法的理解应用，数据处理的能力要求，掌握基础是关键，题目难度中等．