Question

【题目】为测定某地空气中SO2和可吸入颗粒的含量，某同学设计了如下图所示的实验装置：

注：气体流速管是用来测量单位时间内通过气体体积的装置

（1）上述实验测定原理为_________________________________ (用化学方程式表示)。

（2）应用上述装置测定空气中SO2和可吸入颗粒的含量，除需测定气体流速(单位:mL·s-1)外，还需要测定碘溶液蓝色褪去所需的时间和___________________________。

（3）己知：碘单质微溶于水，KI可以增大碘在水中溶解度。为精确配制100 mL 5.0×10-4mol·L-1的碘溶液，先要配制1000 mL 1.0×10-2mol·L-1碘溶液，再取5.00 mL溶液稀释成为5.0×10-4mol·L-1碘溶液。

①第一步：用托盘天平称取___ g 碘单质加入烧杯中，同时加入少量碘化钾固体，加适量水搅拌使之完全溶解。

②第二步：________________，洗涤、定容、摇匀。

③第三步：用第二步所得溶液配制5.0×10-4mol·L-1碘溶液，此步操作中，除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外还需要的玻璃仪器有________________________。

（4）空气中SO2含量的测定：

①已知空气中二氧化硫的最大允许排放浓度不得超过0.02mg·L-1，在指定的地点取样，以200mL·s-1气体流速通过气体流速管通入到上图实验装置中，观察记录碘溶液褪色所需时间为500s，则该地空气中的SO2含量是________ mg·L-1，____________(填“符合”、“不符合”)排放标准。

②如果甲同学用该方法测量空气中SO2的含量时，所测得的数值比实际含量低，其原因可能是________________________________(假设溶液配制、称量或量取及各种读数均无错误。写出一种可能原因即可)

Answer 1

【答案】 SO2+I2+2H2O = H2SO4+2HI 装置A在反应前后的质量 2.5 将第一步所得溶液全部转入1000 mL容量瓶中 酸式滴定管(或移液管)，100mL 容量瓶 0.016 符合 气体流速过快，吸收不完全（或未充分反应）；装置气密性较差

【解析】分析：该实验的目的是测定某地空气中SO2和可吸入颗粒的含量，通过气体流速管可测出实验过程中通过的空气体积，通过测量装置A在实验前后的增重量可求出可吸入颗粒的含量，通过测量装置B中一定量的淀粉碘溶液的褪色时间可求出SO2的含量；第3问要掌握一定物质的量浓度溶液的配制操作和仪器的使用；第4问通过反应方程式计算出空气中SO2的含量是否达到排放标准以及产生误差的原因。

详解：(1)上述实验测定中的主要反应原理为SO2+I2+2H2O = H2SO4+2HI。

(2)还需要测量装置A在反应前后的质量，即可求得可吸入颗粒的含量。

(3) ①由题目叙述要先配制1000 mL 1.0×10-2mol·L-1碘溶液，所以需要用托盘天平称量单质碘的质量为=1L×1.0×10-2mol·L-1×254g/mol=2.5g，放在烧杯中再加少量碘化钾固体，加适量水搅拌使之完全溶解；②冷却后全部转入1000 mL容量瓶中，洗涤、定容、摇匀；③用酸式滴定管(或移液管)取所配碘溶液5.00 mL于小烧杯中，加水稀释后全部转移到100 mL容量瓶中，再经过洗涤、定容、摇匀即得100 mL 5.0×10-4mol·L-1的碘溶液，此步操作中，除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外还需要的玻璃仪器有：酸式滴定管(或移液管)和100 mL容量瓶。

(4) ①已知气体流速为200mL·s-1，通过的时间为500s，所以空气的体积为100L，又n(I2)= 0.05L×5.0×10-4mol·L-1=2.5×10-5mol，由反应方程式可得n(SO2)= 2.5×10-5mol，所以该地空气中的SO2含量为[2.5×10-5mol×64g/mol×1000mg/g]/100L=0.016mg/L<0.02mg·L-1，所以符合排放标准；②如果实验测得的数值比实际含量低，可能的原因为气体流速过快，SO2没有完全被吸收、或SO2与I2没有完全反应、或者装置气密性不好。