Question

二氧化硫是大氣污染物之一，為粗略地測定周圍環(huán)境中二氧化硫的含量．某學(xué)生課外活動小組的甲、乙兩組同學(xué)分別用相同實驗裝置和溶液，測定同一時間，同一地點空氣中（含SO₂、N₂、O₂氣體，其它氣體忽略）SO₂的含量．實驗裝置如圖：試管中裝有碘的淀粉稀溶液A．
SO₂和I₂發(fā)生反應(yīng)為（N₂、O₂不與I₂、淀粉反應(yīng)）：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，試回答下列問題：
（1）檢查該裝置的氣密性時，先在試管中裝入適量的水（保證玻璃導(dǎo)管的下端浸沒在水中），然后

 

．
則證明該裝置的氣密性良好．
（2）若A溶液的質(zhì)量為b g，含碘質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w，當(dāng)溶液的顏色剛好變色時（I₂剛好全部反應(yīng)），停止抽氣，此時甲、乙兩組的注射器所抽取的氣體體積分布為V_甲L、V_乙L（SO₂氣體在此狀態(tài)下的密度為ρg/L），且V_甲＞V_乙．則該地點空氣中SO₂的體積分?jǐn)?shù)最接近

 

（用含b、w、ρ、V…等的代數(shù)式表示）．另一組實驗結(jié)果產(chǎn)生較大誤差的原因可能是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)裝置的特點結(jié)合壓強的知識分析，弄清裝置氣密性的檢驗必須要保證裝置能形成一個密閉的體系和引起密閉體系內(nèi)的壓強的變化，由于當(dāng)注射器推活塞時，根據(jù)裝置特點，不能向試管內(nèi)充氣；當(dāng)注射器拉活塞時，根據(jù)裝置特點，能吸出試管內(nèi)空氣氣，因此檢查該裝置的氣密性時，為使形成一個密閉的空間，應(yīng)拉注射器的活塞，使裝置內(nèi)的壓強減小，從而在浸沒在水中的玻璃導(dǎo)管口會看到有氣泡冒出．
（2）由于SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，當(dāng)單質(zhì)碘恰好完全反應(yīng)時，淀粉遇碘變成的藍(lán)色就會消失，從而根據(jù)參加反應(yīng)的碘的質(zhì)量即可求出二氧化硫的質(zhì)量，從而確定此地空氣中二氧化硫的含量．

解答：解：（1）若要檢驗該裝置的氣密性，首先理解單向閥的作用，單向閥原理說明：當(dāng)注射器推活塞時，根據(jù)裝置特點，不能向試管內(nèi)充氣；當(dāng)注射器拉活塞時，根據(jù)裝置特點，能吸出試管內(nèi)空氣氣；因此應(yīng)該外拉注射器的活塞，導(dǎo)致試管內(nèi)壓強減小，若看到浸沒在水中的玻璃管口處有氣泡冒出，說明氣密性良好，故答案為：向外輕輕拉動注射器的活塞，浸沒在水中的玻璃導(dǎo)管口有氣泡冒出；
（2）由于所取得碘水是一樣的，因此兩組實驗中參與反應(yīng)的二氧化硫的質(zhì)量一樣多，為了使二氧化硫氣體完全被吸收，因此抽拉氣體時要緩緩地進(jìn)行．根據(jù)化學(xué)方程式計算，設(shè)參與反應(yīng)的二氧化硫的質(zhì)量為X．
SO₂ +I₂ +2H₂O=H₂SO₄ +2HI
64     254
X     bg×w

64

X

=

254

bg×w

解得X=

32bw

127

g=0.252bwg
參與反應(yīng)的二氧化硫的體積為

0.252bwg

ρg/L

=

0.252bw

ρ

L
甲組：空氣中SO₂的體積分?jǐn)?shù)硫的體積為

0.252bw

ρ

L÷V_甲L×100%=

0.00252bw

ρV甲

%
乙組：空氣中SO₂的體積分?jǐn)?shù)硫的體積為

0.252bw

ρ

L÷V_乙x100%
=

0.00252bw

ρV乙

%
由于V_甲＞V_乙，甲組抽氣速率過快，造成空氣中SO₂與碘水未充分反應(yīng)，產(chǎn)生較大誤差，所以乙組更實際符合，故答案為：

0.00252bw

ρV乙

%；甲組抽氣速率過快，造成空氣中SO₂與碘水未充分反應(yīng)，產(chǎn)生較大誤差．

點評：主要對空氣中二氧化硫的含量進(jìn)行了探究，該題有一定的深度，難度較大，主要培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力．