Question

（1）“爆竹聲中一歲除”燃放煙花爆竹是中華民族文化的重要組成部分，然而，近年灰我國許多大、中城市都對煙花爆竹實施了“禁放“或者”限放“，民族文化為什么受到限制，好奇心驅使小明，小強、小亮三位同學，他們決定對煙花爆竹進行展開實驗探究．

[提出問題]煙花爆竹燃放時會產生什么氣體？
[查閱資料]我國傳統的黑火藥的標準配方為：硝酸鉀75%、硫磺l0%、木炭l5%，因為黑火藥中的硫磺成分具有著火溫度低、燃速快等性質，因而使黑火藥容易點火，使得在生產過程中硫的使用量過大．
（2）CO₂和SO₂均能使石灰水變渾濁；
[猜想]煙花爆竹燃放時會產生CO₂和SO₂
[實驗過程]他們設計的實驗探究過程如圖1實驗開始前應先檢查

氣密性

，再點燃酒精燈，已知2處為從爆竹中取出的少量的火藥，根據實驗設計要求應當還要用到

紫紅

色的高錳酸鉀溶液和石灰水，則3中應放的是

高錳酸鉀

，4中應放的是

澄清石灰水

，若猜想正確，4中發生反應的化學方程式是

Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O

．結果證明原猜想正確，
[實驗反思]
（1）裝置中氣球的作用是

起到實驗時對氣體的緩沖作用

，
（2）已知 硬質玻璃管中發生的反應有S+2KNO₃+3C═3CO₂+N₂+X，則X的化學式為

K₂S

．該玻璃管中還發生的反應

S+O₂

點燃  .

SO₂

 （寫化學方程式）搞清煙花爆竹的基本原理和實驗中產生的氣體之后，該興趣小組又利用春節期間測定市區某煙花爆竹集中燃放點處二氧化硫的含量
[查閱資料]可用含有一定量碘的溶液測定空氣中的SO₂含量，反應方程式是：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI．
[測定裝置]：甲同學設計了如圖2所示的實驗裝置：
[測定步驟]：
（一） 配制一定濃度的稀碘溶液
（二）二氧化硫含量的測定
（1）將一定濃度、一定質量的稀碘溶液放于洗氣瓶中，并滴入幾滴稀淀粉溶液，此時洗瓶中溶液的顏色為藍色．（淀粉遇碘單質呈藍色）
（2）3位同學分別設計好的裝置來到燃放點，打開a，關閉b用注射器抽取100mL燃放點空氣．再關閉a，打開b，再緩緩推動注射器，將氣體全部推入滴有淀粉的碘水溶液中，重復上述操作多次，直到溶液剛好變成無色，記錄抽氣的次數
（3）3位同學使溶液剛好變成無色時抽氣的次數分別為50、60、65次，

50

次的最接近真實值，另兩位同學不準確的原因為

二氧化硫未能與溶液充分反應

（4）最終我們通過計算可以確定燃放點的二氧化硫含量是否超標．
[測定反思]
（1）小明經過思考后認為在測定時可將圖3所示的多孔球泡放入洗氣瓶中，你認為加此儀器的好處是

增加了反應物的接觸面積，使反應更加充分

．
（2）小強同學認為：實驗方案需要抽氣的次數太多，操作麻煩．與小亮討論后，決定對設計的實驗加以調整，以減少抽氣的次數，他們調整的方案可能是

減少碘液的量

．
（3）三位同學經過對煙花爆竹的研究，明白了國家“禁放”的和“限放”的原因，你認為原因的是

A、B、C、D

A 減少噪聲污染  B 減少固體廢棄物污染 C 減少大氣污染  D 減少粉塵污染．

Answer 1

分析：[實驗過程]根據該裝置需要氣密性較好的要求判斷開始時的操作，根據高錳酸鉀溶液能被二氧化硫褪色，以及二氧化碳能使石灰水變渾濁分析解答；
[實驗反思]（1）根據該反應進行時較劇烈容易導致裝置內氣壓偏大分析氣球的作用；
（2）根據質量守恒定律的應用以及該反應的產物中還含有二氧化硫分析解答此題；
[測定步驟]：
（二）二氧化硫含量的測定
（3）根據次數越少說明反應越充分的原理判斷那一次的反應更充分一些；
[測定反思]（1）根據接觸面積越大反應越充分分析多孔球泡的作用；
（2）根據碘液的質量決定消耗的氣體量分析解答；
（3）根據燃放煙花爆竹的產物分析燃放煙花爆竹的危害；

解答：解：[實驗過程]由于該裝置需要氣密性較好，所以首先對該裝置要進行氣密性檢查的處理，由于二氧化硫具有漂白作用能使紫紅色高錳酸鉀溶液褪色，且二氧化硫、二氧化碳均能使石灰水變渾濁，所以應首先檢驗二氧化硫，而后利用二氧化碳能使石灰水變渾濁的特征檢驗二氧化碳；
[實驗反思]（1）由于該反應進行時較劇烈容易導致裝置內氣壓偏大，所以放上氣球可有效地對裝置內的壓強起到緩沖作用；
（2）根據質量守恒定律可知反應前后各原子的種類及個數不變，S+2KNO₃+3C═3CO₂+N₂+X中反應前硫原子、鉀原子、氮原子、氧原子和碳原子分別是1、2、2、6、3，而反應后的碳原子、氧原子、氮原子分別是3、6、2，故X為K₂S；由于該反應的產物中還含有二氧化硫，所以還會發生S+O₂

點燃  .

SO₂的反應；
[測定步驟]：
（二）二氧化硫含量的測定
（3）依據實驗敘述可知使用的氣體量越小說明反應的越充分，也更接近準確，所以50最接近準確值，次數越多說明每次反應不充分；
[測定反思]（1）采用多孔球泡能大大增加反應的接觸面積使反應更充分，效果會更好一些；
（2）由于碘液的質量決定消耗的氣體量，所以要想減少次數節約時間，就應該減小碘溶液的質量；
（3）根據燃放煙花爆竹爆炸噪音以及的產物中含有污染空氣的二氧化硫氣體、燃放后的固體廢棄物和粉塵等污染物的存在，所以選項中A、B、C、D均是被選的答案；
故答案為：[實驗過程]裝置的氣密性；紫紅； 高錳酸鉀；澄清石灰水；Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
[實驗反思]（1）起到實驗時對氣體的緩沖作用；
（2）K₂S；S+O₂

點燃  .

SO₂；
[測定步驟]：
（二）二氧化硫含量的測定
（3）50；二氧化硫未能與溶液充分反應；
[測定反思]（1）增加了反應物的接觸面積，使反應更加充分；
（2）減少碘液的量；
（3）A、B、C、D；

點評：此題是一道實驗探究題，屬于起點高而落點低的基礎性問題，只要能認真分析相關要求并結合相關的基礎知識就能順利解題；