Question

2．为分析 空气质量情况，化学研究性学习小组的同学拟测定城市上空空气中SO₂的含量，制定了下列研究方案：
①相关文献调研：了解空气中主要污染指标，其中SO₂对人体有哪些危害；了解SO₂的化学性质，为测定SO₂的含量寻找理论依据[资料表明，SO₂具有较强的还原性，能与酸性KMnO₄溶液（紫红色，其还原产物Mn²⁺在水溶液中接近无色）发生如下反应：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺]．
②设计实验方案：利用SO₂的还原性进行定量分析．
③选择分析地点：某工业区、某公园、某居民小区、某商业区、某交通枢纽．
④选择分析时间：晴天、风速较小时；晴天、风速较大时；雨前；雨后．
⑤对测定的结果进行初步分析并向相关单位提出建议．
请你参与该研究性学习小组的活动并发表你的见解：
（1）该小组的同学拟用下列装置测定空气中SO₂的含量：

①连接好装置，在装入药品前应进行的实验操作是检查装置的气密性；
②当看到KMnO₄溶液刚好褪色现象时，应停止通空气；
实验过程中需测量并记录的数据通人空气至酸性KMnO₄溶液刚好褪色所需要的时间（高锰酸钾的物质的量浓度和体积均已知）．
（2）如图是该小组同学根据实验测得的不同地区空气中SO₂含量：

①工厂区SO₂含量明显高于其他地区的原因是工厂尾气、汽车尾气中SO₂含量较高；
②请你向当地有关部门提出一条减少工厂区SO₂排放的建议提高脱硫技术．

Answer 1

分析 设计实验方案：测定二氧化硫的存在，可利用二氧化硫具有漂白性和还原性的角度分析；
（1）①实验前应检查装置的气密性；
②KMnO₄具有强氧化性，二氧化硫具有还原性，两者发生反应，KMnO₄溶液褪色；
③测出二氧化硫的物质的量以及空气的体积即可求出空气中SO₂含量；
（2）①工厂尾气、汽车尾气中SO₂含量较高；
②改用更洁净的能源减少SO₂的排放．

解答 解：设计实验方案：测定二氧化硫的存在，可利用二氧化硫具有漂白性和还原性的性质，利用SO₂使品红溶液褪色作定性分析，只要是利用了二氧化硫的漂白性，可品红溶液反应生成无色物质，
（1）①实验前应检查装置的气密性，以确保装置不漏气，以防止影响结果，故答案为：检查装置的气密性； 
②KMnO₄具有强氧化性，二氧化硫具有还原性，两者发生反应，所以看到KMnO₄溶液刚好褪色时，说明二氧化硫和恰好KMnO₄溶液完全反应，应停止通空气，二氧化硫的物质的量可以根据KMnO₄的物质的量进行求出，而空气的体积需要知道单位时间内空气的流速和时间来计算，所以需要知道酸性KMnO₄溶液刚好褪色所需要的时间，
故答案为：KMnO₄溶液刚好褪色，通人空气至酸性KMnO₄溶液刚好褪色所需要的时间；
（2）①因工厂尾气中含有大量的SO₂、汽车尾气中SO₂含量也较高，所以工厂区、交通枢纽SO₂含量明显高于其他地区，
故答案为：工厂尾气、汽车尾气中SO₂含量较高；
②SO₂来源于化石燃料的燃烧，可通过环保能源来减少SO₂的排放，或对燃煤进行脱硫处理，
故答案为：提高脱硫技术．

点评 本题综合考查了二氧化硫含量的测定以及二氧化硫的来源与危害，侧重于学生的分析能力的考查，题目涉及化学与生活、环境保护的考查，有利于培养学生的良好的科学素养，提高学习的积极性，难度中等．