Question

SO₂是大氣污染物之一，為粗略地測定周圍環境中二氧化硫的含量，某學生課外活動小組設計了如下實驗裝置：

（1）檢驗該裝置的氣密性時，先在試管中裝入適量的水（保證玻璃導管的下端浸沒在水中），然后_______________（填寫操作方法）時，將會看到__________（填寫實驗現象），則證明該裝置的氣密性良好。
（2）向該試管中加入0.0005mol?L^-1的碘水1.0mL，加入適量的蒸餾水稀釋后再加入2~3滴淀粉溶液，配制成溶液A。測定指定地點的空氣中二氧化硫的含量時，推拉注射器的活塞反復抽氣，當溶液由______色變為_______色時反應恰好完全進行，此時停止抽氣，該反應的化學方程式為____________。
（3）我國環境空氣質量標準對每次空氣質量測定中二氧化硫的最高濃度的限值如下表：

該學生課外活動小組分成第一小組和第二小組，使用相同的實驗裝置和溶液A，在同一地點、同一時間測量空氣中二氧化硫的含量。當反應恰好完全進行，記錄抽氣次數如下（假設每次抽氣500mL）。請將下表填寫完整（計算時保留兩位有效數字）：

判斷該地點的空氣中二氧化硫的含量屬于___________級標準，______（填“第一”或“第二”）小組的測定結果準確，另一小組實驗結果產生較大偏差的原因是（兩個小組所用裝置和藥品均無問題）___________。

Answer 1

見解析
【試題分析】
本題是一道以生產實際問題為素材的實驗試題。盡管這個裝置及實驗方法課本上沒有直接出現，但可以用中學化學基礎知識進行解答。本題一是容易使有些同學忽視裝置左端的玻璃導管與大氣相通這一點，而馬上用一般的方法檢驗裝置的氣密性；二是有些同學實驗基本操作不過關，不理解單向閥的原理及作用；三是有些同學被裝置的復雜性嚇倒，認為這道題目肯定很難，不去仔細分析題中信息就輕易放棄。
（1）向外輕輕拉動注射器的活塞，如果裝置氣密性良好，裝置內壓強會減小，空氣只能通過玻璃導管進入裝置，則浸沒在水中的玻璃導管口有氣泡冒出。注意輕輕拉，如果猛拉即使裝置漏氣也會有氣泡產生。
（2）二氧化硫和碘反應完全，溶液藍色褪去變成無色，其反應為SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI。
（3）根據化學方程式可知，反應的二氧化硫的物質的量等于碘的物質的量，第一小組所測空氣中二氧化硫的含量為：
＝0.53（mg?m^-3）
同理可得第二小組所測空氣中二氧化硫的含量為：
＝0.46（mg?m^-3）
第一小組抽氣次數少，第二小組抽氣次數多，而兩個小組所用裝置和藥品均無問題，肯定是操作問題。如果抽氣速率過快，就會造成空氣中的二氧化硫無法與碘水充分反應，產生較大的誤差。所以第一小組的操作正確，因為0.53大于0.50，故此處空氣等級應該是三級。