Question

SO₂是大氣污染物之一，為粗略測(cè)定周圍環(huán)境中SO₂的含量，某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置：

注：?jiǎn)蜗蜷y原理說(shuō)明：當(dāng)注射器推活塞時(shí)，①關(guān)閉，②打開(kāi)；當(dāng)注射器拉活塞時(shí)，①打開(kāi)，②關(guān)閉．
（1）甲、乙兩同學(xué)欲對(duì)上述整套裝置檢查氣密性：
甲同學(xué)是用手捂住試管（或微熱試管），觀察導(dǎo)管中是否有液面上升的現(xiàn)象．是否能？______（填能或不能）；
乙同學(xué)是先從玻璃導(dǎo)管向試管中注入水，觀察導(dǎo)管中液面與試管中液面是否形成高度差，且在一段時(shí)間后，觀察液面差是否變化的方法．是否能？______（填能或不能）；
若上述兩種方案均不能，請(qǐng)思考新方案，并填下列空白（若上述可行，則不填下列空白）：先在試管中裝入適量水（保證玻璃導(dǎo)管的下端浸沒(méi)在水中），然后（填操作方法）______，看到______（填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象），證明該裝置的氣密性良好．
（2）向試管中加入0.00127%的碘水10g，用適量的蒸餾水稀釋后，再加入2～3滴淀粉溶液，配置成溶液A．測(cè)定指定地點(diǎn)空氣中SO₂的含量時(shí)，推拉注射器的活塞反復(fù)抽氣，試管中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，A溶液由______色變?yōu)開(kāi)_____時(shí)表明反應(yīng)恰好完全進(jìn)行，此時(shí)應(yīng)停止抽氣．
（3）我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)每次空氣質(zhì)量測(cè)定中SO₂的最高濃度限值（mg/m³）：一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0.15；二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0.50；三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0.70．該課外活動(dòng)小組分成第一活動(dòng)小組和第二活動(dòng)小組，使用相同的實(shí)驗(yàn)裝置和溶液A，在同一地點(diǎn)、同時(shí)測(cè)量空氣中SO₂的含量．當(dāng)反應(yīng)恰好完全進(jìn)行，記錄抽氣時(shí)間和次數(shù)如下（假定每次抽氣500mL）．請(qǐng)將下表填寫完整（計(jì)算時(shí)保留2位有效數(shù)字）：

分組	第一小組	第二小組
抽氣時(shí)間	20分鐘	21分鐘
抽氣次數(shù)	100	130
SO2含量：mg/m3

①在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需緩緩抽動(dòng)活塞的目的是______；若快速抽拉，則測(cè)定的結(jié)果將______（填偏大、偏小或無(wú)影響）；
②判斷該地點(diǎn)的空氣中SO₂含量屬于______（填數(shù)字）級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，______（填“第一”或“第二”）小組的測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，另一小組實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大偏差的原因是（兩個(gè)小組所用藥品和裝置均無(wú)問(wèn)題）______．

Answer 1

【答案】分析：（1）弄清裝置氣密性的檢驗(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，由于當(dāng)注射器推活塞時(shí)，①關(guān)閉，②打開(kāi)；當(dāng)注射器拉活塞時(shí)，①打開(kāi)，②關(guān)閉，因此檢查該裝置的氣密性時(shí)，為使形成一個(gè)密閉的空間，應(yīng)拉注射器的活塞，使裝置內(nèi)的壓強(qiáng)減小，從而在浸沒(méi)在水中的玻璃導(dǎo)管口會(huì)看到有氣泡冒出．
（2）由于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．
（3）由于所取得碘水是一樣的，因此兩組實(shí)驗(yàn)中參與反應(yīng)的二氧化硫的質(zhì)量一樣多，所以根據(jù)參加反應(yīng)的碘的質(zhì)量即可求出二氧化硫的質(zhì)量，從而確定此地空氣中二氧化硫的含量．為保證空氣中二氧化硫充分和碘水反應(yīng)，所以抽氣時(shí)要緩慢進(jìn)行，以免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
解答：解：（1）由于玻璃導(dǎo)管與空氣相同，沒(méi)形成密閉的體系；而乙同學(xué)雖然向玻璃導(dǎo)管注水但沒(méi)有使其壓強(qiáng)發(fā)生變化，因此兩個(gè)同學(xué)都沒(méi)法檢驗(yàn)出裝置的氣密性是否完好．
故答案為：不能；不能．
若要檢驗(yàn)該裝置的氣密性，首先理解單向閥的作用，單向閥原理說(shuō)明：當(dāng)注射器推活塞時(shí)，①關(guān)閉，②打開(kāi)；當(dāng)注射器拉活塞時(shí)，①打開(kāi)，②關(guān)閉．因此應(yīng)該外拉注射器的活塞，導(dǎo)致試管內(nèi)壓強(qiáng)減小，若看到浸沒(méi)在水中的玻璃管口處有氣泡冒出，說(shuō)明氣密性良好．
故答案為：向外輕輕拉動(dòng)注射器的活塞，浸沒(méi)在水中的玻璃導(dǎo)管口有氣泡冒出
（2）從提供的化學(xué)方程式不難看出，當(dāng)反應(yīng)物恰好完全反應(yīng)時(shí)，溶液中不再有單質(zhì)碘，溶液的藍(lán)色就會(huì)消失．
故答案為：藍(lán)，無(wú)色
（3）由于所取得碘水是一樣的，因此兩組實(shí)驗(yàn)中參與反應(yīng)的二氧化硫的質(zhì)量一樣多，
根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算，設(shè)參與反應(yīng)的二氧化硫的質(zhì)量為X．
SO₂ +I₂+2H₂O=H₂SO₄ +2HI
64   254
X    10g×0.00127%

解之得：X=0.000032g=0.032mg
第一組所測(cè)的二氧化硫的含量為：=0.64mg/m3
第二組所測(cè)的二氧化硫的含量為：=0.49mg/m3
故答案為：

分組	第一小組	第二小組
抽氣時(shí)間	20分鐘	21分鐘
抽氣次數(shù)	100	130
SO2含量：mg/m3	0.64	0.49

①為了使二氧化硫氣體完全被吸收，因此抽拉氣體時(shí)要緩緩地進(jìn)行．若速率過(guò)快，二氧化硫不能充分和碘水反應(yīng)，致使測(cè)得二氧化硫的質(zhì)量偏小．
故答案為：讓二氧化硫與碘充分反應(yīng)（或使空氣中二氧化硫被充分吸收），偏小
②第一組的結(jié)論是正確的，第二組數(shù)據(jù)誤差較大，主要由于抽氣速率過(guò)快，造成空氣中SO2與碘水未充分反應(yīng)，產(chǎn)生較大誤差．
所以該地的空氣中的二氧化硫的含量應(yīng)屬于三級(jí)．
故答案為：三級(jí)；第一；抽氣速率過(guò)快，造成空氣中SO₂與碘水未充分反應(yīng)，產(chǎn)生較大誤差；
點(diǎn)評(píng)：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(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．