Question

19．化石燃料的燃烧、硫酸的生产都产生二氧化硫，被雨水吸收后会形成酸雨．环保部门能较为精确测定某硫酸厂周围空气中二氧化硫的含量．如采取以下方法：取空气样品100米³缓缓通过足量氯水，在所得溶液中加入过量的20%氯化钡溶液，测得产生的白色沉淀的质量，然后计算出空气中二氧化硫的含量．
（1）空气样品和氯水反应的化学方程式为：SO₂+Cl₂+2H₂O=2X+H₂SO₄，则X的化学式为HCl．
（2）配制氯化钡溶液时，需要用到的玻璃仪器除烧杯外，还有玻璃棒、胶头滴管和量筒．
（3）现精确测得白色沉淀的质量为0.233克．我国的空气质量标准中对空气中二氧化硫的最高浓度（单位体积的空气中所含二氧化硫的质量）限值如表所示，请通过计算说明此空气中二氧化硫的浓度级别．[已知 BaCl₂+H₂SO₄=2HCl+BaSO₄↓]

浓度限值（mg/m3）
一级标准	二级标准	三级标准
0.15	0.50	0.70

Answer 1

分析 （1）根据化学反应前后原子的种类和数目不变求X的化学式；
（2）依据配制溶液所需的仪器分析判断；
（3）依据生成沉淀的质量可计算反应的硫酸的质量，而依据硫酸的质量可计算所取空气中二氧化硫的质量，进而判断二氧化硫的级别．

解答 解：（1）观察该反应SO₂+Cl₂+2H₂O=2X+H₂SO₄，可知反应前硫原子是1个，氯原子是2个，氧原子是4个，氢原子是4个；反应后除2X外，硫原子是1个，氢原子是2个，氧原子是4个，根据化学反应前后原子的种类和数目不变，2X中应有2个氯原子和2个氢原子，因此X的化学式为HCl；故填：HCl；
（2）配制溶液所需的玻璃仪器主要有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和量筒；故填：玻璃棒、胶头滴管和量筒；
（3）设溶液中H₂SO₄的质量为x
H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl
98                    233
x                    0.233g
$\frac{98}{x}=\frac{233}{0.233g}$
x=0.098g
设100m³空气样品中SO₂的质量为y
SO₂+Cl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄
64                                 98
y                               0.098g
$\frac{64}{y}=\frac{98}{0.098g}$
y=0.064g
SO₂的浓度：$\frac{0.064g}{100{m}^{3}}$=0.64mg/m³＞0.50mg/m³，为三级标准．

点评 此题是对酸雨相关的知识考查，其中涉及到根据化学方程式的基本计算，在最后与级别标准对比时要注意：根据化学方程式计算所得值为100m³空气中二氧化硫的质量，还需要转换成标准值．