Question

為粗略測(cè)定空氣中SO₂的含量，某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
【資料】
①室溫下，碘的溶解度為0.029g．
②我國空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中SO₂濃度限值（mg/m³）如下表；

一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)	二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)	三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
≤0.15	≤0.50	≤0.70

③SO₂+I₂=H₂SO₄+2HI
④SO₂可以使酸性KMnO₄溶液褪色
【實(shí)驗(yàn)步驟】
①檢查氣密性；②向C裝置中加入1.0mL溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.27×10^-6 g/mL的碘水（ρ≈1.0g/mL），滴入2～3滴淀粉溶液；③打開彈簧夾

 

（填“a”或“b”），關(guān)閉另一個(gè)彈簧夾，抽拉注射器吸取500mL空氣，再開、閉相應(yīng)彈簧夾，緩緩?fù)茪怏w進(jìn)入C裝置，重復(fù)上述操作多次．當(dāng)C中溶液顏色

 

時(shí)，停止推動(dòng)注射器的活塞；④實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理．
請(qǐng)回答下列問題
（1）完善步驟③的內(nèi)容

 

；

 

．
（2）檢查裝置氣密性的操作是：

 

，若

 

，說明裝置的氣密性良好；
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，C裝置中原有蒸餾水對(duì)實(shí)驗(yàn)有無影響？

 

（填“有影響”或“無影 響”）；
（4）在下列因素中，會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏低的是

 

A．推動(dòng)注射器活塞速率太快
B．長期放置的碘水溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于1.27×10^-6 g/mL
C．抽取空氣時(shí)，未抽滿500mL
（5）以下試劑可以代替C裝置中碘的淀粉溶液的是

 

．
A．NaOH溶液 B．酸性KMnO₄溶液 C．蒸餾水 D．酚酞試液
（6）工業(yè)上吸收SO₂常用足量氨水（用NH₃?H₂O表示），生成一種相對(duì)分子質(zhì)量為116的鹽，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．還可用石灰乳（Ca（OH）₂懸濁液）吸收SO₂獲得副產(chǎn)品石膏，請(qǐng)補(bǔ)充完整該反應(yīng)方程式：2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂+2H₂O═2

 

．
（7）該小組在同一地點(diǎn)進(jìn)行了3次實(shí)驗(yàn)，推動(dòng)活塞次數(shù)記錄如下表（每次抽氣為500mL）．進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn)的目的是

 

；綜合3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：該測(cè)定地點(diǎn)的空氣質(zhì)量屬于

 

級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（寫出計(jì)算過程） 

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	1	2	3
推動(dòng)次數(shù)	19	20	21

Answer 1

考點(diǎn)：測(cè)定空氣里氧氣含量的探究,檢查裝置的氣密性,質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：（1）根據(jù)抽取空氣的目的分析彈簧夾的開關(guān)；根據(jù)SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，當(dāng)單質(zhì)碘恰好完全反應(yīng)時(shí)，淀粉遇碘變成的藍(lán)色就會(huì)消失分析現(xiàn)象；
（2）根據(jù)裝置氣密性的檢驗(yàn)必須要保證裝置能形成一個(gè)密閉的體系和引起密閉體系內(nèi)的壓強(qiáng)的變化分析檢查該裝置的氣密性的方法；
（3）根據(jù)檢驗(yàn)的原理是利用碘液和二氧化硫的反應(yīng)褪色進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析；
（4）根據(jù)檢驗(yàn)的原理分析誤差；
（5）根據(jù)物質(zhì)能否與二氧化硫作用產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象分析；
（6）根據(jù)反應(yīng)原理結(jié)合質(zhì)量守恒定律及生成物的相對(duì)分子質(zhì)量寫出化學(xué)式及化學(xué)方程式；
（7）從而根據(jù)參加反應(yīng)的碘的質(zhì)量即可求出二氧化硫的質(zhì)量，從而確定此空氣中二氧化硫的含量，確定質(zhì)量等級(jí)．

解答：解：（1）b與大氣相通，因此要抽取空氣，應(yīng)該打開b，關(guān)閉a彈簧夾；SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，當(dāng)單質(zhì)碘恰好完全反應(yīng)時(shí)，淀粉遇碘變成的藍(lán)色就會(huì)消失變成無色；故答案為：b；由藍(lán)色變成無色；
（2）檢查該裝置的氣密性的方法為：關(guān)閉彈簧夾b，打開a，推注射器，若C中產(chǎn)生氣泡，B中水倒流進(jìn)入量筒，說明裝置的氣密性良好；故答案為；關(guān)閉彈簧夾b，打開a，推注射器，若C中產(chǎn)生氣泡，B中水倒流進(jìn)入量筒，說明裝置的氣密性良好；
（3）檢驗(yàn)的原理是利用碘液和二氧化硫的反應(yīng)褪色，與水無關(guān)，故原有的水對(duì)實(shí)驗(yàn)無影響；故答案為：無影響；
（4）A．推動(dòng)注射器活塞速率太快，使二氧化硫不能充分吸收反應(yīng)，會(huì)使結(jié)果偏低；
B．長期放置的碘水溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于1.27×10^-6 g/mL，會(huì)使結(jié)果偏大；
C．抽取空氣時(shí)，未抽滿500mL，會(huì)使結(jié)果偏低；
（5）A、氫氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)無明顯的現(xiàn)象，故不能代替；
B、SO₂可以使酸性KMnO₄溶液褪色，因此可以利用高錳酸鉀實(shí)驗(yàn)；
C、水不能和二氧化硫反應(yīng)產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象，因此不能代替；
D、酚酞試液和二氧化硫混合也不能產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象，因此不能代替；
故選項(xiàng)為；B；
（6）工業(yè)上吸收SO₂常用足量氨水（用NH₃?H₂O表示），生成一種相對(duì)分子質(zhì)量為116的鹽，鹽中的金屬離子是銨根離子，酸根可能是硫酸根離子，也可能是亞硫酸根離子，形成硫酸銨或亞硫酸銨，而亞硫酸銨的相對(duì)分子質(zhì)量為116，因此生成物是亞硫酸銨，故反應(yīng)的方程式為：SO₂+2NH₃?H₂O═（NH₄）₂SO₃+H₂0；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和個(gè)數(shù)都不變，反應(yīng)后缺少兩個(gè)因此CaSO₄?2H₂O；
（7）解：3次實(shí)驗(yàn)活塞平均推動(dòng)次數(shù)（19+20+21）次/3=20次 
注射器每次抽氣體積為20次×500mL/次=10000mL   
   SO₂～I(xiàn)₂  
  64   254            
  x   1.27×10^-6 g/mL×1.0mL        
?

64

x

=

254

1.27×10-6g/mL×1.0mL

???
解得：x=0.32×10^-6g     
該測(cè)定地點(diǎn)空氣中SO₂濃度為：

0.32×10-6g×10

10000mL×10-6

=0.032mg/m3?????
結(jié)論：該測(cè)定地點(diǎn)的空氣質(zhì)量為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)．

點(diǎn)評(píng)：本題主要對(duì)空氣中二氧化硫的含量進(jìn)行了探究，該題有一定的深度，難度較大，主要培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，依據(jù)信息提供的原理分析．