Question

硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%(体积分数)时需经处理后才能排放。某校化学兴趣小组欲测定某硫酸工厂排放尾气中二氧化硫的含量，分别采用以下方案：

[甲方案]：如右图所示，图中气体流量计B用于准确测量通过的尾气体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定SO₂的含量。当洗气瓶C中溶液蓝色消失时，立即关闭活塞A。

（1）洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以提高实验的准确度，其理由是___________________________________。

（2）洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，测得的SO₂含量_________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

[乙方案]：实验步骤如下面流程图所示：

（3）步骤①中过量H₂O₂的作用是                                                     

（4）写出步骤②中反应的化学方程式______________________________________

（5）步骤②中Ba(OH)₂是否足量的判断方法是_______________________________

___________________________________________________________________。

（6）通过的尾气体积为V L(已换算成标准状况)时，该尾气中二氧化硫的含量(体积分数)为_____________________________(用含有V、m的代数式表示)。

 

Answer 1

【答案】

（1）增大气体与溶液的接触面积，有利于SO₂与碘水反应

（2）偏低

（3）使SO₂完全转化为SO₄^2-

（4）H₂SO₄+Ba(OH)₂=BaSO₄↓+2H₂O

（5）静置分层后，往上层溶液中继续滴加Ba(OH)₂溶液，若无浑浊现象产生，则Ba(OH)₂已足量，反之不足。

（6）22.4m/233V或2240m/233V%  (3分)

【解析】

试题分析：甲方案利用的原理为：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，最后测定剩余气体的体积，进而定尾气中二氧化硫的含量；

（1）洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以增大SO₂与碘水的接触面积，使SO₂和碘水充分反应；

故答案为：增大SO₂与碘水的接触面积，使SO₂和碘水充分反应；

（2）洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，则通入尾气的体积增大，因此SO₂含量偏低；

故答案为：偏低；

乙方案利用的原理为：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄，H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2H₂O，最后沉淀硫酸钡的质量计算尾气中二氧化硫的质量，进而计算尾气二氧化硫含量；

（3）由方案原理可知，H₂O₂是将SO₂完全转化为SO₄^2-；

故答案为：将SO₂完全转化为SO₄^2-；

（4）步骤②中反应的化学方程式为：H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO4↓+2H₂O；

故答案为：H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO4↓+2H₂O；

（5）步骤②中Ba（OH）₂是否足量的判断方法是：静置分层后，向上层清液中继续滴加Ba（OH）₂溶液，若无浑浊现象产生说明Ba（OH）₂足量，否则不足；

故答案为：静置分层后，向上层清液中继续滴加Ba（OH）₂溶液，若无浑浊现象产生说明Ba（OH）₂足量，否则不足；

（6）mg是硫酸钡的质量，硫酸钡的物质的量为mg÷233g/mol= (m/233)mol，根据硫元素守恒可知二氧化硫的体积为(m/233)mol×22.4L/mol="(22.4m/233)" L，故尾气中二氧化硫的体积分数(22.4m/233) L/ VL=22.4m/233V，故答案为：22.4m/233V。

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

点评：本题考查学生对实验原理与实验操作的理解、实验方案设计、元素化合物性质、化学计算等，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力