Question

硫酸工業尾氣中二氧化硫的含量超過0.05%(體積分數)時需經處理后才能排放。某校化學興趣小組欲測定某硫酸工廠排放尾氣中二氧化硫的含量，分別采用以下方案：
[甲方案]：如右圖所示，圖中氣體流量計B用于準確測量通過的尾氣體積。將尾氣通入一定體積已知濃度的碘水中測定SO₂的含量。當洗氣瓶C中溶液藍色消失時，立即關閉活塞A。

（1）洗氣瓶C中導管末端連接一個多孔球泡D，可以提高實驗的準確度，其理由是___________________________________。
（2）洗氣瓶C中溶液藍色消失后，沒有及時關閉活塞A，測得的SO₂含量_________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
[乙方案]：實驗步驟如下面流程圖所示：

（3）步驟①中過量H₂O₂的作用是                                                     
（4）寫出步驟②中反應的化學方程式______________________________________
（5）步驟②中Ba(OH)₂是否足量的判斷方法是_______________________________
___________________________________________________________________。
（6）通過的尾氣體積為V L(已換算成標準狀況)時，該尾氣中二氧化硫的含量(體積分數)為_____________________________(用含有V、m的代數式表示)。

Answer 1

（1）增大氣體與溶液的接觸面積，有利于SO₂與碘水反應
（2）偏低
（3）使SO₂完全轉化為SO₄^2-
（4）H₂SO₄+Ba(OH)₂=BaSO₄↓+2H₂O
（5）靜置分層后，往上層溶液中繼續滴加Ba(OH)₂溶液，若無渾濁現象產生，則Ba(OH)₂已足量，反之不足。
（6）22.4m/233V或2240m/233V%  (3分)

試題分析：甲方案利用的原理為：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，最后測定剩余氣體的體積，進而定尾氣中二氧化硫的含量；
（1）洗氣瓶C中導管末端連接一個多孔球泡D，可以增大SO₂與碘水的接觸面積，使SO₂和碘水充分反應；
故答案為：增大SO₂與碘水的接觸面積，使SO₂和碘水充分反應；
（2）洗氣瓶C中溶液藍色消失后，沒有及時關閉活塞A，則通入尾氣的體積增大，因此SO₂含量偏低；
故答案為：偏低；
乙方案利用的原理為：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄，H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2H₂O，最后沉淀硫酸鋇的質量計算尾氣中二氧化硫的質量，進而計算尾氣二氧化硫含量；
（3）由方案原理可知，H₂O₂是將SO₂完全轉化為SO₄^2-；
故答案為：將SO₂完全轉化為SO₄^2-；
（4）步驟②中反應的化學方程式為：H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO4↓+2H₂O；
故答案為：H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO4↓+2H₂O；
（5）步驟②中Ba（OH）₂是否足量的判斷方法是：靜置分層后，向上層清液中繼續滴加Ba（OH）₂溶液，若無渾濁現象產生說明Ba（OH）₂足量，否則不足；
故答案為：靜置分層后，向上層清液中繼續滴加Ba（OH）₂溶液，若無渾濁現象產生說明Ba（OH）₂足量，否則不足；
（6）mg是硫酸鋇的質量，硫酸鋇的物質的量為mg÷233g/mol= (m/233)mol，根據硫元素守恒可知二氧化硫的體積為(m/233)mol×22.4L/mol="(22.4m/233)" L，故尾氣中二氧化硫的體積分數(22.4m/233) L/ VL=22.4m/233V，故答案為：22.4m/233V。
點評：本題考查學生對實驗原理與實驗操作的理解、實驗方案設計、元素化合物性質、化學計算等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關鍵，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力