Question

（2011?萬州區(qū)一模）硫酸工廠周圍的空氣中有較多的二氧化硫．某研究性學習小組為了測定空氣（內含N₂、O₂、CO₂、SO₂等）中二氧化硫的體積分數設計了如下實驗方案，如圖是他們在測定中使用的部分裝置圖．
（1）在方框中畫出所缺實驗裝置并標明所用試劑．
（2）當裝置中出現

溶液藍色剛好褪去

現象時，應立即停止通氣體，若此時沒有及時停止通氣．則測得的SO₂的體積分數

偏低

（選填“偏高”、“偏低”或“不受影響”），若通入氣體的速率過快，則測定的SO₂的體積分數

偏低

（選填“偏高”、“偏低”或“不受影響”）．
（3）你認為反應管內碘的淀粉溶液可以用下列

B

（填代號）代替．
A、氫氧化鈉溶液   B、高錳酸鉀溶液  C、品紅 D、淀粉碘化鉀溶液．
（4）研究小組經過討論發(fā)現此方案的設計中有一個明顯的缺陷影響了測定結果（不屬于操作錯誤），你認為該缺陷是

溶液中在I₂將SO₂氧化的同時，原空氣中的O₂也能將SO₂氧化而被吸收，導致測定的SO₂的含量偏大

．
（5）研究小組決定改用另一方案：取標準狀態(tài)下的空氣VL（內含N₂、O₂、CO₂、SO₂等），緩慢通過足量溴水，在所得的溶液中加入過量的氯化鋇溶液后，過濾，將沉淀洗滌、干燥，稱得其質量為mg．則SO₂的體積分數為

22.4m

233V

×100%

．

Answer 1

分析：（1）實驗通過裝置①后，二氧化硫被吸收，再測定剩余氣體的體積，進而確定空氣中二氧化硫的體積，故采取排液體的方法測定剩余氣體的體積，由于二氧化碳溶于水，會導致測定氣體的體積偏小，故應使用飽和的碳酸氫鈉溶液代替水，減少二氧化碳的溶解；
（2）反應管內溶液藍色消失后，沒有及時停止通氣，與碘反應時二氧化硫過量，導致測定的剩余氣體的體積偏大，導致測得的SO₂的含量偏低；
通入氣體的速率過快，二氧化硫來不及被完全吸收，部分二氧化硫排出，導致測定的剩余氣體的體積偏大，導致測得的SO₂的含量偏低；
（3）裝置①的作用是反應吸收二氧化硫，故裝置內的溶液不能吸收空氣中的氣體成分，主要是氧氣、二氧化碳等．結合選項各物質的性質判斷；
（4）溶液中在I₂將SO₂氧化的同時，原空氣中的O₂也能將SO₂氧化而被吸收，導致測定的使用氣體的體積偏小；
（5）最終的沉淀mg為硫酸鋇，計算硫酸鋇的物質的量，根據硫元素守恒可知n（SO₂）=n（BaSO₄），進而計算二氧化硫的體積，計算體積分數．

解答：解：（1）實驗通過裝置①后，二氧化硫被吸收，再測定剩余氣體的體積，進而確定空氣中二氧化硫的體積，故采取排液體的方法測定剩余氣體的體積，由于二氧化碳溶于水，會導致測定氣體的體積偏小，故應使用飽和的碳酸氫鈉溶液代替水，減少二氧化碳的溶解，裝置圖為，
故答案為：；
（2）溶液藍色剛好褪去，應及時停止通氣，若反應管內溶液藍色消失后，沒有及時停止通氣，與碘反應時二氧化硫過量，導致測定的剩余氣體的體積偏大，測定的二氧化硫的體積偏小，導致測得的SO₂的含量偏低；
通入氣體的速率過快，二氧化硫來不及被完全吸收，部分二氧化硫排出，導致測定的剩余氣體的體積偏大，測定的二氧化硫的體積偏小，導致測得的SO₂的含量偏低．
故答案為：溶液藍色剛好褪去；偏低；偏低；
（3）裝置①的作用是反應吸收二氧化硫，故裝置內的溶液不能吸收空氣中的氣體成分，主要是氧氣、二氧化碳等．
A、氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳，導致測定剩余氣體的體積偏小，測定的二氧化硫的體積偏大，測定的SO₂的含量偏大，故A錯誤；
B、高錳酸鉀溶液氧化二氧化硫，不吸收氣體氣體，不影響剩余氣體體積的測定，故B正確；
C、品紅溶液用于檢驗二氧化硫，吸收二氧化硫效果不好，故C錯誤；
D、淀粉碘化鉀溶液不能吸收二氧化硫，故D錯誤．
故選：B；
（4）溶液中在I₂將SO₂氧化的同時，原空氣中的O₂也能將SO₂氧化而被吸收，導致測定的剩余氣體的體積偏小，測定的二氧化硫的體積偏大，測定的SO₂的含量偏大，
故答案為：溶液中在I₂將SO₂氧化的同時，原空氣中的O₂也能將SO₂氧化而被吸收，導致測定的SO₂的含量偏大；
（5）最終的沉淀mg為硫酸鋇，硫酸鋇的物質的量為

mg

233g/mol

=

m

233

mol，根據硫元素守恒可知n（SO₂）=n（BaSO₄）=

m

233

mol，二氧化硫的體積為

m

233

mol×22.4L/mol=

22.4m

233

L，空氣中二氧化硫的體積分數

22.4m 233 L

VL

×100%=

22.4m

233V

×100%，故答案為：

22.4m

233V

×100%．

點評：本題考查學生對實驗原理與裝置的理解，對實驗方案的評價、作圖能力、化學計算等，難度中等，是對所學知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎知識與分析問題、解決問題能力．