Question

2012年冬天，我國城市空氣污染狀況受到人們的強烈關注。在空氣質量報告中，SO₂的指數是衡量空氣質量好壞的重要指標。為了測定空氣中的SO₂含量，有三位同學分別采用了以下三種測定方法。

I．氧化還原法：甲同學根據化學反應原理SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI設計了如下圖所示的裝置進行實驗：

（1）該實驗需80ml濃度為5×10^-4mol/L的碘

溶液，甲同學應選擇  ml的容量瓶進行配制。

（2）廣口瓶中使用多孔球泡的目的是          。

（3）在甲同學所配碘溶液濃度準確，并且量取藥品及 實驗過程中各種讀數均無錯誤的情況下，利用上述裝置所測定的SO₂含量仍然比實際含量低，請分析其中可能的原因（至少寫兩種原因）

                                                     

II．重量法：乙同學擬用實驗室常用儀器組成簡易裝置測定空氣中的SO₂含量。實驗操作過下：

按如下實驗裝置圖安裝好儀器，在廣口瓶中盛放足量的H₂O₂水溶液，用規格為20ml的針筒抽氣100次，使空氣中的SO₂被H₂O₂水溶液充分吸收（SO₂+H₂O₂=H₂SO₄）。在吸收后的水溶液中加入足量的BaCl₂溶液，生成白色沉淀（H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl），經過濾、洗滌、干燥等步驟后進行稱量，得白色固體0．18mg。

（4）取樣處空氣中SO₂含量為     mg/L（精確到0.001）。

（5）現查閱資料知，常溫下BaSO₃的K_sp為5．48×10^-7，飽和亞硫酸溶液中c(SO₃^2-)=6.3×10^-8mol/L。有同學認為以上實驗不必用H₂O₂吸收SO₂，直接用0.lmol/L BaCl₂溶液來吸收SO₂即可產生沉淀，你認為這樣做      （填“正確”或“不正確”），請利用以上數據簡述理由      。

III．儀器法：丙同學直接使用一種SO₂濃度智能監測儀測定空氣中的SO₂含量，這種監測儀是利用電化學原理，根據電池產生電流的強度來準確測量SO₂濃度的。該電池總的化學反應原理為：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄。

（6）請寫出該電池負極的電極反應式：            。

 

Answer 1

【答案】

（14分）

（1）100ml  (2分)

（2）多孔球泡有利于氣體與溶液的接觸面積，有利于充分吸收SO₂ 氣體；(2分)

（3）裝置的氣密性不好；棉花球不干燥吸收部SO₂ 氣體等；（只要答案合理均可給分）；(2分)

（4）0.025 mg (2分)

（5）不正確(2分)；因為溶液中 cBa²⁺ =0.lmol/L，_CSO₃^2- 小于6.3×10^-8 其乘積小于BaSO₃的K_sp

所以不會產生沉淀(2分)

（6）SO₂-2e+2H₂O=4H⁺+ SO₄^2-(2分)

【解析】

試題分析：抓住本題的關鍵是測定空氣中的SO₂含量，分別用氧化還原法、重量法、儀器法來進行測定；

（1）常用的容量瓶容積有100 ml、250 ml、500ml、1000 ml，配置80 ml溶液選用100 ml合適；

（2）增大氣體與溶液的接觸面積，有利于充分吸收SO₂ 氣體；

（3）只要是引起SO₂ 沒有和碘溶液反應的都會造成所測定的SO₂含量仍然比實際含量低；

（4）抽氣100次氣體體積為2000 ml，即2 L，得到沉淀0.18 mg  根據SO₂~H₂SO₄~BaSO₄↓

                                                               64           233

                                                               X            0.18 mg

X=0.049 mg   則每升空氣中SO₂含量為0.025 mg

（5）濃度離子積Qc＜K_sp 沒有沉淀生成；Qc=K_sp 溶液達到沉淀溶解平衡；Qc＞K_sp ，溶液有沉淀生成；因為溶液中 cBa²⁺ =0.lmol/L，_CSO₃^2- 小于6.3×10^-8 其乘積小于BaSO₃的K_sp 所以不會產生沉淀， 溶液有沉淀生成

（6）負極失電子發生氧化反應；

考點：本題以探究實驗為基礎，考察學生解決生活中的實際問題。以及化學計算、電化學方程式的書寫。