Question

11．酸雨是指pH＜5.6的雨、雪等各种形式的大气降水．二氧化硫是形成酸雨的主要因素之一，它主要是由含硫燃料（煤和石油）燃烧和金属冶炼厂释放的二氧化硫气体造成．酸雨的危害极大，减少二氧化硫等污染物的排放，保护环境是非常重要的．某校化学兴趣小组的学生，分成两组对酸雨及空气中二氧化硫的含量进行了测定．
第一组：取刚降到地面的酸雨水样，进行了如下实验：
实验①：将一片红色的玫瑰花瓣浸在一份水样中；
实验②：向雨水试样中滴加氯化钡溶液，有白色浑浊出现；
实验③：每隔一定时间测定其pH，数据如表Ⅰ所示．
表Ⅰ不同时间酸雨的pH

测定时间/小时钟	0	1	2	4
pH	4.73	4.62	4.56	4.55

（1）实验①中一段时间后，观察到红色变浅，可能的原因是酸雨中SO₂具有漂白作用．
（2）实验②中生成白色浑浊的离子方程式SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓．
（3）分析实验③中pH数据的变化，你认为可能的原因是（用化学方程式表示）：SO₂+H₂O=H₂SO₃、2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄．
（4）如果取该雨水和蒸馏水混合，再测pH，结果将变大（填“变大”“变小”或“不变”）．
第二组：拟用下列装置定量分析空气中SO₂的含量：

（5）该组同学查资料得到的反应原理为：SO₂与酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式：
5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺．
该反应的现象是高锰酸钾溶液紫色褪去，SO₂在该反应中显还原（填“氧化”或“还原”）性．
（6）该实验中已知的数据有气体流速aL/min、酸性KMnO₄溶液的体积bL，其浓度为cmol/L．若从气体通入到紫色恰好褪去，用时5分钟．则此次取样处的空气中二氧化硫含量为$\frac{32bc}{a}$g/L．

Answer 1

分析 （1）酸雨中含有SO₂，SO₂具有漂白性；
（2）由表数据可知，酸性增强，酸雨中的亚硫酸被氧化为硫酸，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡；
（3）二氧化硫溶于水生成亚硫酸，亚硫酸易被氧气氧化为硫酸，酸性增强；
（4）溶液被稀释，溶液中氢离子浓度减小，溶液的pH增大；
（5）反应中KMnO₄→MnSO₄，高锰酸钾溶液紫色褪去，二氧化硫被氧化，表现了还原性；
（6）通入空气体积5aL，反应的KMnO₄物质的量为bcmol，根据KMnO₄物质的量运用方程式计算空气中二氧化硫的物质的量，进而计算空气中二氧化硫含量．

解答 解：（1）酸雨中含有SO₂，SO₂具有漂白性使玫瑰花红色变浅，
故答案为：酸雨中SO₂具有漂白作用；
（2）硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡和盐酸，反应的离子方程式为：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，
故答案为：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；
（3）二氧化硫溶于水生成亚硫酸，反应方程式为SO₂+H₂O=H₂SO₃，亚硫酸易被氧气氧化为硫酸，反应方程式：2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，
故答案为：SO₂+H₂O=H₂SO₃、2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄；
（4）如果取该雨水和蒸馏水混合，溶液中氢离子浓度减小，则再测得溶液pH会变大，
故答案为：变大；
（5）高锰酸钾溶液为紫色，二氧化硫KMnO₄发生反应，导致溶液紫色褪去，反应中二氧化硫被氧化，表现了还原性，
故答案为：高锰酸钾溶液紫色褪去；还原；
（6）通入空气体积a L/min×5min=5aL，KMnO₄物质的量为：bL×cmol/L=bcmol，
    5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=2H₂SO₄+2MnSO₄+K₂SO₄
     5     2
  n（SO₂） bcmol   
所以 n（SO₂）=$\frac{5}{2}$bcmol，质量为 $\frac{5}{2}$bcmol×64g/mol=160bcg，
此次取样处的空气中二氧化硫含量为：$\frac{160bcg}{5aL}$=$\frac{32bc}{a}$g/L，
故答案为：$\frac{32bc}{a}$．

点评 本题考查了探究物质组成、测量物质含量的方法，题目难度中等，明确实验目的及实验原理为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验、进行计算能力．