Question

硫酸工業(yè)尾氣中二氧化硫的含量超過0.05%(體積分數(shù))時必需經(jīng)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】如下圖所示，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(guān)閉活塞A。

(1)洗氣瓶C中導管末端連接一個多孔球泡D，其目的是______________________________。
(2)洗氣瓶C中的溶液還可以用其他試劑代替，如酸性高錳酸鉀溶液，你認為選擇酸性高錳酸鉀溶液的理由有________________________________________________________。
(3)洗氣瓶C中溶液藍色消失后，若沒有及時關(guān)閉活塞A，則測得的SO₂含量____________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。若某實驗小組同學測得的SO₂含量總是偏低，可能的原因是__________________________________________________。（假設(shè)實驗裝置、測量儀器、藥品和實驗操作程序均合理）
【乙方案】：實驗步驟如下面流程圖所示：

(4)寫出步驟②中反應(yīng)的化學方程式____________________________________________。
(5)步驟③中判斷沉淀已經(jīng)洗滌干凈的方法是_______________________________________。
(6)實驗中若通過的尾氣體積為33.6L (已換算成標準狀況)，最終所得固體質(zhì)量為0.233g，試通過計算確定該尾氣中二氧化硫的含量是否達到排放標準(寫出計算過程)。

Answer 1

（10分）（1）增大氣體與溶液的接觸面積，有利于SO₂與碘水充分反應(yīng)（1分）
（2）酸性高錳酸鉀溶液能夠充分吸收SO₂并與之反應(yīng)，反應(yīng)終了時現(xiàn)象易于觀察（或其他合理答案）（1分）  （3）偏低  通入尾氣速率過快，SO₂吸收不充分（各1分）
（4）H₂SO₄+Ba(OH)₂=BaSO₄↓+2H₂O（2分）
（5）取最后一次的洗滌液少許，用PH試紙測量PH值或加入Na₂SO₄溶液，看是否有渾濁出現(xiàn)（或其他合理答案）（2分）
（6）由硫守恒可知n(SO₂)=n(BaSO₄)="0.001" mol，得到SO₂的體積分數(shù)為0.067%大于0.05%，未達標（2分） 

試題分析：（1）多孔球泡D能增大氣體與溶液的接觸面積，有利于SO₂與碘水充分反應(yīng)。
（2）因為酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，能夠充分吸收SO₂并與之反應(yīng)，且酸性高錳酸鉀溶液顯紫紅色，反應(yīng)終了時現(xiàn)象易于觀察。
（3）洗氣瓶C中溶液藍色消失后，若沒有及時關(guān)閉活塞A，則導致通過的氣體偏多，因此測得的SO₂含量偏低。測得的SO₂含量總是偏低，可能的原因是通入尾氣速率過快，SO₂吸收不充分引起的。
（4）雙氧水具有氧化性，能把SO₂氧化生成硫酸，所以反應(yīng)②的化學方程式是H₂SO₄+Ba(OH)₂=BaSO₄↓+2H₂O。
（5）步驟③中判斷沉淀已經(jīng)洗滌干凈的方法可以是沉淀法，也可以通過測量溶液的pH值，即取最后一次的洗滌液少許，用PH試紙測量PH值或加入Na₂SO₄溶液，看是否有渾濁出現(xiàn)（或其他合理答案）。
（6）最終所得固體是硫酸鋇，其質(zhì)量為0.233g，物質(zhì)的量是0.233g÷233g/mol＝0.001mol。又因為尾氣的物質(zhì)的量是33.6L÷22.4L/mol＝1.5mol
所以該尾氣中二氧化硫的含量是
即SO₂的體積分數(shù)大于0.05%，未達標₂尾氣吸收的綜合性實驗判斷
點評：該題是中等難度的試題，也是高考中的常見考點，試題綜合性強，側(cè)重能力的培養(yǎng)和實驗設(shè)計能力的訓練，難度較大，學生不易得分。該類試題綜合性強，理論和實踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學生必須認真、細致的審題，聯(lián)系所學過的知識和技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能得出正確的結(jié)論。