Question

为探究一座使用煤为燃料的发电厂工厂区大气是否被污染，在老师的指导下，小刚同学进行了如下实验，请回答下列问题．
【提出问题】工厂区空气里S0₂是否超标？
【查阅资料】我国关于S0₂在不同区域的空气质量标准见下表

地  区	风景区	居民区	工厂区
S02的浓度限值（ mg/L）	0．O0015	0．O0050	0．O0070

【实验过程】（1）采集工厂区的空气样品250L，经过一系列化学反应生成Na₂S0₄，该Na₂S0₄全部由250L样品中S0₂转化而成（ 假定每步反应均为完全反应 ），将所得Na₂S0₄全部配制成溶液按下列流程图进行实验．
操作1的名称为______，加入过量BaCl₂溶液的原因是______，写出流程图中发生反应的化学方程式______．
【数据处理】（2）小刚称量流程图中全部烘干得到的BaS0₄的质量为l.2mg，并计算出1.2mg BaS0₄中硫元素的质量为0.165mg，从而确定S0₂中硫元素的质量也为0.165mg，他作出此判断的依据是______．
（3）______mg的S0₂中含硫元素的质量为0.165mg．
【结论】（4）对照空气质量标准，判断该工厂区大气中S0₂的含量______．（填“达标“或“超标”）

Answer 1

【答案】分析：（1）利用硫酸钠能与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，加入过量的氯化钡使硫酸钠完全反应，过滤后可得到硫酸钡沉淀；
（2）化学变化前后元素的种类、质量均不变，可由硫酸钡中所含硫元素的质量求得二氧化硫中硫元素质量；
（3）利用二氧化硫中硫元素的质量分数与二氧化硫气体中所含硫元素的质量可计算气体二氧化硫的质量；
（4）根据计算出250L所取样品空气中二氧化硫的含量，对照空气质量标准，判断该工厂区大气中S0₂的含量是否超标．
解答：解：（1）操作1完全后使溶液中产生的硫酸钡沉淀分离出来，可推断该操作为过滤操作；此过程中加入过程的氯化钡溶液，可确保溶液中的硫酸钠完全反应，以准确测定其中硫元素质量；硫酸钠与氯化钡发生复分解反应，交换成分生成硫酸钡沉淀和氯化钠，反应的化学方程式为Na₂S0₄+BaCl₂=BaS0₄↓+2NaCl；
（2）空气中二氧化硫转化为硫酸钠、硫酸钠与氯化钡转化为硫酸钡，整个转化过程中硫元素质量不变，因此根据质量守恒定律可由硫酸钡中硫元素质量计算出气体二氧化硫中所含硫元素质量；
（3）含硫元素的质量为0.165mg的S0₂的质量=0.163mg÷×100%=0.326mg；
（4）空气样品250L中S0₂的浓度==0.001304mg/L
∵0.001304mg/L＞0．O0070mg/L
∴该工厂区大气中S0₂的含量超标
故答案为：
（1）过滤；使Na₂S0₄充分反应（其它合理作答给分）；Na₂S0₄+BaCl₂=BaS0₄↓+2NaCl；
（2）化学反应前后元素质量守恒（或不变）（其它合理作答给分）；
（3）O.326；
（4）超标．
点评：利用二氧化硫至硫酸钠至硫酸钡的转化过程硫元素的质量不变，由硫酸钡中硫元素质量计算二氧化硫中硫元素，以此判断空气中二氧化硫的含量．