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我国环境空气质量标准中对SO2的最高浓度限值如下表:
| 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 |
从课本上了解到酸雨的危害和成因后,同学们想到:
[提出问题]某火力发电厂周围的空气中SO2含量应属于几级标准?他们决定去实地测试。出发前,他们做了以下准备工作:
[查阅资料] ①火力发电厂通常用含硫煤为原料发电。
②SO2能被碘单质(I2)氧化:
SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI。
③空气中的其他成分不与碘水反应。
[设计实验]①在5mL一定质量分数的碘水中滴入2、3滴淀粉溶液,得到 色的溶液A(淀粉是恰好完全反应的指示剂);
②将A溶液抽入一支500mL注射器中;
③抽取待测气体,用胶塞堵住针孔充分振荡后,将注射器吸口朝上小心排出余气(不要把溶液排出)。反复抽气振荡,当溶液变为无色时停止。
[实地测试]来到发电厂附近,同学们分成甲、乙两组,用相同的实验装置和溶液A,按上述方法在同一地点同时测量,并同时完成实验。记录抽气次数,准确换算成每立方米空气中所含SO2的质量。实验数据填入了下表(每次抽气体积为450mL):
| 分组 | 甲组 | 乙组 |
| 抽气次数/次 | 100 | 120 |
| SO2含量/(mg•m-3) | 0.53 | 0.46 |
[交流与讨论]同学们分析实验操作过程和测试数据后发现, (选填“甲组”或“乙组”)的实验结果误差较大,产生误差的原因是:
(两组所用的装置和药品均无问题)。
[探究结论]同学们根据自认为较准确的数据判断,该火力发电厂周围空气中SO2的含量属于
级标准。
[反思与评价]老师在了解同学们的整个探究过程后指出:“因为你们的测试地点和时间单一,所以得出的结论的可信度不高。”同学们认为老师的评价是对的,于是对自己的实地测试方案作出了以下调整:
。
查看习题详情和答案>>【提出问题】
造成这个结果的原因是什么?如何改进?
【猜想和假设】
排除了属于偶然现象的原因之后,其中三位同学对原因做了如图2的猜想:
对于这一现象的原因,你还能做出怎样的猜想?请写出你的一个合理猜想:
或②可能是红磷的量不够,导致氧气没有耗尽;
或③可能是红磷熄灭后还没等冷却到室温,就打开了弹簧夹;
或④可能是氧气含量减少到一定程度的时候,红磷就不再燃烧了,使氧气没有耗尽;
或②可能是红磷的量不够,导致氧气没有耗尽;
或③可能是红磷熄灭后还没等冷却到室温,就打开了弹簧夹;
或④可能是氧气含量减少到一定程度的时候,红磷就不再燃烧了,使氧气没有耗尽;
【分析与交流】
对小周的猜想,大家一致认为小周的猜想不合理,并认为这样做的结果将使误差更大,原因是:
【实验与结论】
(1)小吴决定使用原装置重做实验,并在实验前重新检验了装置的气密性.小吴检验气密性的正确方法是:
(2)为了验证小施的猜想,同学们将500mL的残余气体与足量灼热的铜粉充分反应,结果发现铜粉增重0.028g.(为避免残余气体中CO2及水蒸气可能造成的干扰,在实验前已将它们除去)
由上述实验事实可知,残余气体中
【反思与评价】
针对课本实验装置和操作的不足,小沈同学经过认真思考,改进并设计了如图3实验装置,与原来的装置相比较,请你说出新装置的两个优点:(1)
①连接实验装置并检查装置气密性.
②向装置Ⅰ中的锥形瓶加入2.0g的铜锌合金样品粉末,由注射器缓缓注入稀硫酸,待到锥形瓶中不再产生气体时,准确读取注射器内读数,减少10.5mL稀硫酸,同时立即夹紧弹簧夹,移出装置Ⅲ中的导管,准确读取量筒内水的体积为214.0mL.(注:样品中的杂质不参加反应
③装置Ⅰ中剩余固体物质经过适当处理后,准确称量其质量1.4g.
④该小组的三位同学利用实验过程测得不同数据,计算铜锌合金样品中锌的质量分数.
甲同学利用装置Ⅰ中反应前后固体的质量进行计算;
乙同学利用装置Ⅰ中加入稀硫酸的量进行计算;
丙同学利用装置Ⅲ中量取水的体积进行计算,并查得:在标准状况下,氢气的密度为0.09g/L.
回答下列问题:
(1)装置Ⅰ中反应的化学方程式为______,实验过程中须加入稀硫酸至不再产生气体,目的是______.
(2)步骤③中称量剩余固体之前的正确操作是______、洗涤、干燥.
(3)根据实验测定的数据,上述三位同学中______(填“甲”、“乙”或“丙”)同学无法进行计算样品中锌的质量分数.
(4)化学小组同学发现:按照丙同学的方案进行计算,致使实验结果出现较大偏差.以下因素可能造成偏差的有______(填标号).
A.移出装置Ⅲ时,导管内留存了一部分水
B.实验测量前,没有排除装置Ⅰ中的空气
C.数据处理时,未排除加入稀硫酸所占的体积.
(1)图1装置中仪器①的名称为
(2)小林同学将MnO2与水泥按一定比例混合,制作成小块状固体,加入图2装置中制氧气以方便实验结束回收二氧化锰.其中块状固体应放置在
| 二氧化锰 |
| 二氧化锰 |
(3)小亮发现:收集的氧气占集气瓶容积的60%(空气占40%)时,能使带火星的木条复燃.那么,使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢?小亮对此展开探究.
第一组实验:取5只集气瓶,编号为①、②、③、④、⑤,分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水.用排水法收集氧气,恰好把5只集气瓶中的水排去.将带火星的术条依次插入①~⑤号瓶中,记录实验现象.
小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验.三组实验的数据和现象见下表.
| 第一组 | 第二组 | 第三组 | |||||||||
| 集气瓶编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ① |
| 收集的O2占容积的体积分数(%) | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 31 | 33 | 35 | 37 | 39 | 34 |
| 带火星木条的状况 | 微亮 | 亮 | 很亮 | 复燃 | 复燃 | 很亮 | 很亮 | 复燃 | 复燃 | 复燃 | 很亮 |
①本实验中使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠:
②收集的氧气占容积的体积分数最低为
③用带火星的木条直接检验双氧水受热分解产生的氧气时,往往难以复燃,这是因为在加热生成氧气的同时产生大量水蒸气所致,此时混合气体中氧气的体积分数随温度变化的曲线如图3所示.若只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响,欲使带火星的木条复燃,应将加热双氧水的最高温度控制在
【设计实验方案】
实验装置(如图2所示,固定装置略去,装置内氢氧化钠固体均足量):
需要测定的实验数据:纯碱样品的质量;实验前后C装置的质量.
(1)A装置中反应化学方程式是
(2)B、D装置的作用分别是
【交流与表达】
(3)图2所示实验装置会造成实验结果偏低,为了克服该不足,有同学提出:将A装置左端与图1装置相连接(须将A装置中双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞),反应前、后分别用图1装置缓缓鼓入空气.具体操作是:
①反应前,断开B、C装置之间的连接,用图1装置鼓入一段时间的空气.
②反应后,再次用图1装置鼓入空气,目的是
(4)组内另一位同学按照上述装置进行试验,在正确称量C装置的质量时,发现实验前后该装置的质量没有发生变化,可能原因是
【数据处理】测定该品牌纯碱的纯度
(5)另取纯碱样品11.0g,加入足量稀硫酸充分反应.产生二氧化碳气体的质量与滴加稀硫酸的体积间数值关系如图3所示.
求:①反应生成CO2的质量为
②通过计算确定食用纯碱粉末中Na2CO3的质量分数.(写出计算过程,结果保留一位小数.)
【反思】
(6)若用稀盐酸代替稀硫酸将导致纯碱粉末的纯度