Question

為粗略測定空氣中SO₂的含量，某學習小組設(shè)計了如圖所示的實驗裝置進行實驗．
【資料】
①室溫下，碘的溶解度為0.029g．
②我國空氣質(zhì)量標準中SO₂濃度限值（mg/m³）如表．

一級標準	二級標準	三級標準
1≤0.15	≤0.50	0≤0.70

③SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI．
④SO₂可以使酸性KMnO₄溶液褪色．
【實驗步驟】
①檢查氣密性；②向C裝置中加入1.0mL溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為1.27×10^-6 g/mL的碘水（ρ≈1.0g/mL），滴入2～3滴淀粉溶液；③打開彈簧夾

 

（填“a”或“b”），關(guān)閉另一個彈簧夾，抽拉注射器吸取500mL空氣，再開、閉相應(yīng)彈簧夾，緩緩?fù)茪怏w進入C裝置，重復(fù)上述操作多次．當C中溶液顏色

 

時，停止推動注射器的活塞；④實驗數(shù)據(jù)處理．
請回答下列問題．
（1）完善步驟③的內(nèi)容：

 

；

 

；
（2）檢查裝置氣密性的操作是

 

，若

 

，說明裝置的氣密性良好；
（3）實驗時，C裝置中原有蒸餾水對實驗有無影響？

 

（填“有影響”或“無影響”）；在下列因素中，會使測定結(jié)果偏低的是

 

．
A．推動注射器活塞速率太快
B．長期放置的碘水溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)低于1.27×10^-6g/mL
C．抽取空氣時，未抽滿500mL
（4）以下試劑可以代替C裝置中碘的淀粉溶液的是

 

．
A．NaOH溶液    B．酸性KMnO₄溶液    C．蒸餾水    D．酚酞試液
（5）工業(yè)上吸收SO₂常用足量氨水（用NH₃?H₂O表示），生成一種相對分子質(zhì)量為116的鹽，反應(yīng)的化學方程式為

 

；還可用石灰乳[Ca（OH）₂懸濁液]吸收SO₂獲得副產(chǎn)品石膏，請補充完整該反應(yīng)方程式：2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂+2H₂O═2

 

．
（6）該小組在同一地點進行了3次實驗，推動活塞次數(shù)記錄如下表（每次抽氣為500mL）．進行3次實驗的目的是

 

；綜合3次實驗數(shù)據(jù)分析：該測定地點的空氣質(zhì)量屬于

 

級標準（寫出計算過程）．

實驗序號	1	2	3
推動次數(shù)	19	20	21

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,檢查裝置的氣密性,質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據(jù)化學反應(yīng)方程式的計算

專題：科學探究

分析：打開彈簧夾b，關(guān)閉彈簧夾a，抽拉注射器可以吸取一定體積的空氣；
淀粉遇碘變藍色，當二氧化硫和碘恰好完全反應(yīng)時，淀粉變成無色；
凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實驗，實驗前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實驗結(jié)果；
實驗時，C裝置中原有蒸餾水的量不影響實驗結(jié)果；
推動注射器活塞速率太快時，會導(dǎo)致二氧化硫不能完全反應(yīng)；
長期放置的碘水溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)低于1.27×10^-6g/mL時，會導(dǎo)致計算的二氧化硫質(zhì)量偏大；
抽取空氣時，未抽滿500mL，會導(dǎo)致計算的二氧化硫質(zhì)量偏��；
二氧化硫和氨水反應(yīng)生成亞硫酸銨和水，亞硫酸銨的相對分子質(zhì)量為116，亞硫酸銨屬于鹽；
二氧化硫和氫氧化鈣、氧氣、水反應(yīng)生成石膏；
實驗次數(shù)越多，誤差越��；
根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以計算空氣中二氧化硫的含量，進一步可以判斷空氣的標準．

解答：接：（1）應(yīng)該打開彈簧夾b，關(guān)閉彈簧夾a，抽拉注射器吸取500mL空氣，再關(guān)閉彈簧夾b，打開彈簧夾a，緩緩?fù)茪怏w進入C裝置，重復(fù)上述操作多次．當C中溶液顏色由藍色變成無色時，停止推動注射器的活塞．
故填：b；由藍色變成無色．
（2）檢查裝置氣密性的操作是：關(guān)閉彈簧夾b，打開彈簧夾a，將注射器活塞從右向左推，如果A中得到水的體積等于注射器活塞推動的體積，說明裝置的氣密性良好．
故填：關(guān)閉彈簧夾b，打開彈簧夾a，將注射器活塞從右向左推；A中得到水的體積等于注射器活塞推動的體積．
（3）實驗時，C裝置中原有蒸餾水對實驗無影響；
A．推動注射器活塞速率太快，會導(dǎo)致二氧化硫不能完全反應(yīng)，從而導(dǎo)致計算的結(jié)果偏低；
B．長期放置的碘水溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)低于1.27×10^-6g/mL時，會導(dǎo)致計算的二氧化硫質(zhì)量偏大，從而導(dǎo)致計算的結(jié)果偏大；
C．抽取空氣時，未抽滿500mL，會導(dǎo)致計算的二氧化硫質(zhì)量偏小，從而導(dǎo)致計算的結(jié)果偏低．
故填：無影響；AC．
（4）氫氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，并且氫氧化鈉、二氧化硫不能和淀粉反應(yīng)，因此不能用氫氧化鈉代替碘水；
二氧化硫能使酸性KMnO₄溶液褪色，因此能用氫氧化鈉代替碘水；
蒸餾水和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸不能和淀粉反應(yīng)，因此不能用蒸餾水代替碘水；
二氧化硫能和酚酞試液中的水反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸不能使酚酞試液變色，因此不能用酚酞試液代替碘水．
故填：B．
（5）二氧化硫和氨水費用的化學方程式為：SO₂+2NH₃?H₂O═（NH₄）₂SO₃+H₂O；
二氧化硫和氧氣、氫氧化鈣、水反應(yīng)生成石膏，反應(yīng)的化學方程式為：2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂+2H₂O═CaSO₄?2H₂O．
故填：SO₂+2NH₃?H₂O═（NH₄）₂SO₃+H₂O；CaSO₄?2H₂O．
（6）進行3次實驗的目的是取平均值，使測定結(jié)果更準確．
故填：取平均值，使測定結(jié)果更準確．
解：設(shè)二氧化硫的質(zhì)量為x，
3次實驗活塞平均推動次數(shù)（19+20+21）次÷3=20次，
注射器每次實驗抽氣體積為：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，
該測定地點空氣中SO₂濃度為：

0.32g×10-6×103

10000mL×10-6

=0.032mg/m³＜0.15mg/m³，
故填：一級標準．

點評：合理設(shè)計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎(chǔ)．