Question

为粗略测定空气中SO₂的含量，某学习小组设计了如图所示的实验装置进行实验．
【资料】
①室温下，碘的溶解度为0.029g．
②我国空气质量标准中SO₂浓度限值（mg/m³）如表．

一级标准	二级标准	三级标准
1≤0.15	≤0.50	0≤0.70

③SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI．
④SO₂可以使酸性KMnO₄溶液褪色．
【实验步骤】
①检查气密性；②向C装置中加入1.0mL溶质质量分数为1.27×10^-6 g/mL的碘水（ρ≈1.0g/mL），滴入2～3滴淀粉溶液；③打开弹簧夹

 

（填“a”或“b”），关闭另一个弹簧夹，抽拉注射器吸取500mL空气，再开、闭相应弹簧夹，缓缓推气体进入C装置，重复上述操作多次．当C中溶液颜色

 

时，停止推动注射器的活塞；④实验数据处理．
请回答下列问题．
（1）完善步骤③的内容：

 

；

 

；
（2）检查装置气密性的操作是

 

，若

 

，说明装置的气密性良好；
（3）实验时，C装置中原有蒸馏水对实验有无影响？

 

（填“有影响”或“无影响”）；在下列因素中，会使测定结果偏低的是

 

．
A．推动注射器活塞速率太快
B．长期放置的碘水溶质质量分数低于1.27×10^-6g/mL
C．抽取空气时，未抽满500mL
（4）以下试剂可以代替C装置中碘的淀粉溶液的是

 

．
A．NaOH溶液    B．酸性KMnO₄溶液    C．蒸馏水    D．酚酞试液
（5）工业上吸收SO₂常用足量氨水（用NH₃?H₂O表示），生成一种相对分子质量为116的盐，反应的化学方程式为

 

；还可用石灰乳[Ca（OH）₂悬浊液]吸收SO₂获得副产品石膏，请补充完整该反应方程式：2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂+2H₂O═2

 

．
（6）该小组在同一地点进行了3次实验，推动活塞次数记录如下表（每次抽气为500mL）．进行3次实验的目的是

 

；综合3次实验数据分析：该测定地点的空气质量属于

 

级标准（写出计算过程）．

实验序号	1	2	3
推动次数	19	20	21

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,检查装置的气密性,质量守恒定律及其应用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：打开弹簧夹b，关闭弹簧夹a，抽拉注射器可以吸取一定体积的空气；
淀粉遇碘变蓝色，当二氧化硫和碘恰好完全反应时，淀粉变成无色；
凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响实验结果；
实验时，C装置中原有蒸馏水的量不影响实验结果；
推动注射器活塞速率太快时，会导致二氧化硫不能完全反应；
长期放置的碘水溶质质量分数低于1.27×10^-6g/mL时，会导致计算的二氧化硫质量偏大；
抽取空气时，未抽满500mL，会导致计算的二氧化硫质量偏小；
二氧化硫和氨水反应生成亚硫酸铵和水，亚硫酸铵的相对分子质量为116，亚硫酸铵属于盐；
二氧化硫和氢氧化钙、氧气、水反应生成石膏；
实验次数越多，误差越小；
根据提供的数据可以计算空气中二氧化硫的含量，进一步可以判断空气的标准．

解答：接：（1）应该打开弹簧夹b，关闭弹簧夹a，抽拉注射器吸取500mL空气，再关闭弹簧夹b，打开弹簧夹a，缓缓推气体进入C装置，重复上述操作多次．当C中溶液颜色由蓝色变成无色时，停止推动注射器的活塞．
故填：b；由蓝色变成无色．
（2）检查装置气密性的操作是：关闭弹簧夹b，打开弹簧夹a，将注射器活塞从右向左推，如果A中得到水的体积等于注射器活塞推动的体积，说明装置的气密性良好．
故填：关闭弹簧夹b，打开弹簧夹a，将注射器活塞从右向左推；A中得到水的体积等于注射器活塞推动的体积．
（3）实验时，C装置中原有蒸馏水对实验无影响；
A．推动注射器活塞速率太快，会导致二氧化硫不能完全反应，从而导致计算的结果偏低；
B．长期放置的碘水溶质质量分数低于1.27×10^-6g/mL时，会导致计算的二氧化硫质量偏大，从而导致计算的结果偏大；
C．抽取空气时，未抽满500mL，会导致计算的二氧化硫质量偏小，从而导致计算的结果偏低．
故填：无影响；AC．
（4）氢氧化钠和二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水，并且氢氧化钠、二氧化硫不能和淀粉反应，因此不能用氢氧化钠代替碘水；
二氧化硫能使酸性KMnO₄溶液褪色，因此能用氢氧化钠代替碘水；
蒸馏水和二氧化硫反应生成亚硫酸，亚硫酸不能和淀粉反应，因此不能用蒸馏水代替碘水；
二氧化硫能和酚酞试液中的水反应生成亚硫酸，亚硫酸不能使酚酞试液变色，因此不能用酚酞试液代替碘水．
故填：B．
（5）二氧化硫和氨水费用的化学方程式为：SO₂+2NH₃?H₂O═（NH₄）₂SO₃+H₂O；
二氧化硫和氧气、氢氧化钙、水反应生成石膏，反应的化学方程式为：2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂+2H₂O═CaSO₄?2H₂O．
故填：SO₂+2NH₃?H₂O═（NH₄）₂SO₃+H₂O；CaSO₄?2H₂O．
（6）进行3次实验的目的是取平均值，使测定结果更准确．
故填：取平均值，使测定结果更准确．
解：设二氧化硫的质量为x，
3次实验活塞平均推动次数（19+20+21）次÷3=20次，
注射器每次实验抽气体积为：20次×500 mL/次=10000mL，
由SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI可知，SO₂～I₂，
SO₂～I₂，
64  254
x  l．27×10^-6g/mL×l．0mL

64

x

=

254

l．27×10-6g/mL×l．0mL

，
x=0.32×10^-6g，
该测定地点空气中SO₂浓度为：

0.32g×10-6×103

10000mL×10-6

=0.032mg/m³＜0.15mg/m³，
故填：一级标准．

点评：合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．