Question

甲醛是世界卫生组织确认的致癌致畸物质之一．我国规定：室内甲醛含量不得超过8×10^-5mg/L．某研究性学习小组利用酸性KMnO₄溶液测定居室内空气中甲醛的含量．
[实验原理]
KMnO₄（H⁺）溶液为强氧化剂，可氧化甲醛，反应方程式为：
4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺═4Mn²⁺+5CO₂+11H₂O
ab5.00mL1.00×10-3mol?L-1KMnO4（滴有几滴稀H₂SO₄）
[实验装置]

[实验步骤]
（1）先准确量取5.00mL 1.00×10^-3mol?L^-1KMnO₄溶液于洗气瓶中，并滴入几滴稀H₂SO₄，加水20mL稀释备用．
（2）先打开

 

，关闭

 

（填“a”或“b”），每次用注射器抽取100mL某新装修的房屋室内空气．后关闭

 

，打开

 

（填“a”或“b”），再推动注射器，将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中，使其充分反应，如此反复多次直至任务完成．
[交流讨论]
（1）某同学用该方法测量空气中甲醛的含量时，所测得的数值比实际含量低，你认为其可能的原因是（假设溶液配制、量取过程均无错误）：
①

 

；
②

 

．
（至少答出2种可能性）
（2）实验结束后，该小组成员在相互交流的过程中认为：
①实验装置应加以改进．有同学提议：可将插入KMnO₄溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（如图），有利于提高实验的准确度，其理由是

 

．
②实验原理可以改进．
实验中直接抽取室内空气再压送到洗气瓶中至KMnO₄溶液刚好褪色，抽气次数太多，太麻烦．有同学提议：通过测定洗气瓶中KMnO₄的剩余量，可大大减少抽气的次数，也可达到实验目的，你认为是否可行：

 

．（填“是”或“否”）
（3）若该研究性学习小组的同学共抽气500次并压送到洗气瓶中使KMnO₄溶液的红色刚好褪去，则该居室内空气中甲醛的浓度为：

 

mg/L．你认为该居室内空气中甲醛含量是否超过我国规定：

 

．（填“是”或“否”）

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：[实验步骤]
（2）打开a关闭b收集室内空气，然后关闭a打开b将橡皮囊中的气体压缩到酸性高锰酸钾溶液中；
[交流讨论]
（1）从实验各个环节可能出现的问题分析；
（2）①根据反应物的接触面积越大，反应越充分来回答；
②通过测定洗气瓶中KMnO₄的剩余量，可以得到参加反应的高锰酸钾的量，根据反应可以计算甲醛的量；
（3）根据恰好反应进行完，酸性KMnO₄溶液颜色褪去；根据化学方程式4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺=4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O求出HCHO的物质的量，然后求出其体积，最后求出甲醛的浓度．

解答： 解：【实验步骤】打开a关闭b收集室内空气，然后关闭a打开b将橡皮囊中的气体压缩到酸性高锰酸钾溶液中，
故答案为：酸式滴定管（或移液管）  a、b，a、b；
【交流讨论】
（1）从实验各个环节可能出现的问题分析，如：未把橡皮囊中气体完全压出、压送气体速度过快、装置气密性较差、导气管伸入KMnO₄溶液中太浅、同一地点取样次数太多等，
故答案为：注射器压送气体速度过快、装置气密性较差；导气管伸入KMnO₄溶液中太浅、同一地点取样次数太多；
（2）①将插入KMnO₄溶液的管子下端改成具有多孔的球泡，反应物的接触面积越大，反应越充分，则测量越准确，有利于提高实验的准确度．
故答案为：可增大气体与溶液的接触面积，使空气中的HCHO被充分吸收；
②通过测定洗气瓶中KMnO₄的剩余量，可以得到参加反应的高锰酸钾的量，根据反应可以计算甲醛的量，这样可大大减少抽气的次数，也可达到实验目的，故答案为：是；
（3）抽气500次，则会抽到空气体积是100mL×500=50000mL=50L，根据反应，设：抽得的气体中含有甲醛的物质的量是n，则     
                4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺═4Mn²⁺+5CO₂+11H₂O，
                  4        5
0.005L×1.00×10^-3mol?L^-1     n
解得n=

5×0.005L×1.00×10-3mol/L

4

=6.25×10^-6mol，质量是6.25×10^-6mol×30g/mol=1.875×
10^-4g，该居室内空气中甲醛的浓度为

1.875×10-4×103mg

50L

=3.75×10^-3mg/L，该居室内空气中甲醛含量超过我国规定，故答案为：3.75×10^-3mg/L；是．

点评：本题主要考查了甲醛的性质、含量的测定原理等知识，难度大，知识点较多．