Question

【題目】硫酸工業尾氣中二氧化硫含量超過0.05%（體積分數）時需經處理后才能排放。某校興趣小組欲測定硫酸工業尾氣中二氧化硫含量，采用以下方案：

甲方案：如圖所示，圖中氣體流量計B用于準確測量通過尾氣的體積。將尾氣通入一定體積已知濃度的碘水中測定二氧化硫的含量。

（1）洗氣瓶C中導管末端連接一個多孔球泡D，可以提高實驗準確度，其理由是：_________。

（2）洗氣瓶C中的溶液可以酸性高錳酸鉀溶液替代，請寫出離子方程式：________。

（3）本實驗的關鍵在于關閉氣體流量計的時機，應當在什么時候關閉活塞A____________

乙方案：實驗步驟如以下流程圖所示：

（4）寫出步驟①中反應的化學方程式_________。

（5）如何判斷步驟②中沉淀是否完全的方法___________。

（6）經測定當通過的尾氣體積為67.2L（已換算成標準狀況）時，最終得到固體質量為4.66g，則該尾氣中二氧化硫含量（體積分數）為__________（保留到0.01%）

丙方案：將乙中步驟①省略，直接將尾氣通入過量Ba(OH)2溶液，其余步驟與方案乙相同。

（7）你認為丙方案________（填是或否）合理，說明理由：___________

Answer 1

【答案】增大氣體與溶液的接觸面積，有利于二氧化硫與碘水充分反應 當洗氣瓶C中溶液藍色消失時 靜置后，往上層清液加入Ba(OH)2，如未出現白色沉淀，則沉淀完全 0.67% 不合理 BaSO3被部分氧化為BaSO4

【解析】

(1)洗氣瓶C中導管末端連接一個多孔球泡D，可以增大SO2與碘水的接觸面積加快反應；

(2)二氧化硫與酸性高錳酸鉀溶液發生氧化還原反應，據此寫離子方程式；

(3)碘水消耗完全時，藍色消失，此時關閉活塞A；

(4)H2O2具有氧化性，會將SO2完全轉化為SO42-；

(5)根據判斷沉淀是否完全的方法作答；

(6)根據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；

(7)將乙方案中步驟①省略，直接將尾氣通入過量Ba(OH)2溶液，BaSO3被部分氧化為BaSO4，導致測定的亞硫酸鋇的質量偏大，據此分析。

(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：增大氣體與溶液的接觸面積，有利于二氧化硫與碘水充分反應；

(2)二氧化硫能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，反應方程式為： ，故答案為：；

(3)通過洗氣瓶C中溶液顏色進行判斷，藍色消失時，及時關閉活塞A，故答案為：當洗氣瓶C中溶液藍色消失時；

(4)H2O2具有氧化性，會將SO2完全轉化為SO42-，方程式為：，故答案為：；

(5)判斷沉淀是否完全的方法：靜置后，往上層清液加入Ba(OH)2，如未出現白色沉淀，則沉淀完全，故答案為：靜置后，往上層清液加入Ba(OH)2，如未出現白色沉淀，則沉淀完全；

(6)4.66g是硫酸鋇的質量，硫酸鋇的物質的量為n(BaSO4)=mol，根據硫元素守恒可知二氧化硫的體積為V(SO2)=mol×22.4L/mol=0.448L，故尾氣中二氧化硫的體積分數是0.67%，故答案為：0.67%；

(7)將乙方案中步驟①省略，直接將尾氣通入過量Ba(OH)2溶液，BaSO3被部分氧化為BaSO4，導致測定的亞硫酸鋇的質量偏大，測定二氧化硫的體積偏大，體積分數偏大，故不合理，故答案為：不合理；BaSO3被部分氧化為BaSO4。