Question

為粗略測(cè)定空氣中SO₂的含量，某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
【資料】
①室溫下，碘的溶解度為0.029g．
②我國(guó)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中SO₂濃度限值（mg/m³）如表．

一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)	二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)	三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
1≤0.15	≤0.50	0≤0.70

③SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI．
④SO₂可以使酸性KMnO₄溶液褪色．
【實(shí)驗(yàn)步驟】
①檢查氣密性；②向C裝置中加入1.0mL溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.27×10^-6 g/mL的碘水（ρ≈1.0g/mL），滴入2～3滴淀粉溶液；③打開(kāi)彈簧夾

 

（填“a”或“b”），關(guān)閉另一個(gè)彈簧夾，抽拉注射器吸取500mL空氣，再開(kāi)、閉相應(yīng)彈簧夾，緩緩?fù)茪怏w進(jìn)入C裝置，重復(fù)上述操作多次．當(dāng)C中溶液顏色

 

時(shí)，停止推動(dòng)注射器的活塞；④實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題．
（1）完善步驟③的內(nèi)容：

 

；

 

；
（2）檢查裝置氣密性的操作是

 

，若

 

，說(shuō)明裝置的氣密性良好；
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，C裝置中原有蒸餾水對(duì)實(shí)驗(yàn)有無(wú)影響？

 

（填“有影響”或“無(wú)影響”）；在下列因素中，會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏低的是

 

．
A．推動(dòng)注射器活塞速率太快
B．長(zhǎng)期放置的碘水溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于1.27×10^-6g/mL
C．抽取空氣時(shí)，未抽滿500mL
（4）以下試劑可以代替C裝置中碘的淀粉溶液的是

 

．
A．NaOH溶液    B．酸性KMnO₄溶液    C．蒸餾水    D．酚酞試液
（5）工業(yè)上吸收SO₂常用足量氨水（用NH₃?H₂O表示），生成一種相對(duì)分子質(zhì)量為116的鹽，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；還可用石灰乳[Ca（OH）₂懸濁液]吸收SO₂獲得副產(chǎn)品石膏，請(qǐng)補(bǔ)充完整該反應(yīng)方程式：2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂+2H₂O═2

 

．
（6）該小組在同一地點(diǎn)進(jìn)行了3次實(shí)驗(yàn)，推動(dòng)活塞次數(shù)記錄如下表（每次抽氣為500mL）．進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn)的目的是

 

；綜合3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：該測(cè)定地點(diǎn)的空氣質(zhì)量屬于

 

級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	1	2	3
推動(dòng)次數(shù)	19	20	21

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,檢查裝置的氣密性,質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：科學(xué)探究

分析：打開(kāi)彈簧夾b，關(guān)閉彈簧夾a，抽拉注射器可以吸取一定體積的空氣；
淀粉遇碘變藍(lán)色，當(dāng)二氧化硫和碘恰好完全反應(yīng)時(shí)，淀粉變成無(wú)色；
凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
實(shí)驗(yàn)時(shí)，C裝置中原有蒸餾水的量不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
推動(dòng)注射器活塞速率太快時(shí)，會(huì)導(dǎo)致二氧化硫不能完全反應(yīng)；
長(zhǎng)期放置的碘水溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于1.27×10^-6g/mL時(shí)，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算的二氧化硫質(zhì)量偏大；
抽取空氣時(shí)，未抽滿500mL，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算的二氧化硫質(zhì)量偏�。�
二氧化硫和氨水反應(yīng)生成亞硫酸銨和水，亞硫酸銨的相對(duì)分子質(zhì)量為116，亞硫酸銨屬于鹽；
二氧化硫和氫氧化鈣、氧氣、水反應(yīng)生成石膏；
實(shí)驗(yàn)次數(shù)越多，誤差越��；
根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以計(jì)算空氣中二氧化硫的含量，進(jìn)一步可以判斷空氣的標(biāo)準(zhǔn)．

解答：接：（1）應(yīng)該打開(kāi)彈簧夾b，關(guān)閉彈簧夾a，抽拉注射器吸取500mL空氣，再關(guān)閉彈簧夾b，打開(kāi)彈簧夾a，緩緩?fù)茪怏w進(jìn)入C裝置，重復(fù)上述操作多次．當(dāng)C中溶液顏色由藍(lán)色變成無(wú)色時(shí)，停止推動(dòng)注射器的活塞．
故填：b；由藍(lán)色變成無(wú)色．
（2）檢查裝置氣密性的操作是：關(guān)閉彈簧夾b，打開(kāi)彈簧夾a，將注射器活塞從右向左推，如果A中得到水的體積等于注射器活塞推動(dòng)的體積，說(shuō)明裝置的氣密性良好．
故填：關(guān)閉彈簧夾b，打開(kāi)彈簧夾a，將注射器活塞從右向左推；A中得到水的體積等于注射器活塞推動(dòng)的體積．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，C裝置中原有蒸餾水對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)影響；
A．推動(dòng)注射器活塞速率太快，會(huì)導(dǎo)致二氧化硫不能完全反應(yīng)，從而導(dǎo)致計(jì)算的結(jié)果偏低；
B．長(zhǎng)期放置的碘水溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于1.27×10^-6g/mL時(shí)，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算的二氧化硫質(zhì)量偏大，從而導(dǎo)致計(jì)算的結(jié)果偏大；
C．抽取空氣時(shí)，未抽滿500mL，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算的二氧化硫質(zhì)量偏小，從而導(dǎo)致計(jì)算的結(jié)果偏低．
故填：無(wú)影響；AC．
（4）氫氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，并且氫氧化鈉、二氧化硫不能和淀粉反應(yīng)，因此不能用氫氧化鈉代替碘水；
二氧化硫能使酸性KMnO₄溶液褪色，因此能用氫氧化鈉代替碘水；
蒸餾水和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸不能和淀粉反應(yīng)，因此不能用蒸餾水代替碘水；
二氧化硫能和酚酞試液中的水反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸不能使酚酞試液變色，因此不能用酚酞試液代替碘水．
故填：B．
（5）二氧化硫和氨水費(fèi)用的化學(xué)方程式為：SO₂+2NH₃?H₂O═（NH₄）₂SO₃+H₂O；
二氧化硫和氧氣、氫氧化鈣、水反應(yīng)生成石膏，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂+2H₂O═CaSO₄?2H₂O．
故填：SO₂+2NH₃?H₂O═（NH₄）₂SO₃+H₂O；CaSO₄?2H₂O．
（6）進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn)的目的是取平均值，使測(cè)定結(jié)果更準(zhǔn)確．
故填：取平均值，使測(cè)定結(jié)果更準(zhǔn)確．
解：設(shè)二氧化硫的質(zhì)量為x，
3次實(shí)驗(yàn)活塞平均推動(dòng)次數(shù)（19+20+21）次÷3=20次，
注射器每次實(shí)驗(yàn)抽氣體積為：20次×500 mL/次=10000mL，
由SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI可知，SO₂～I(xiàn)₂，
SO₂～I(xiàn)₂，
64  254
x  l．27×10^-6g/mL×l．0mL

64

x

=

254

l．27×10-6g/mL×l．0mL

，
x=0.32×10^-6g，
該測(cè)定地點(diǎn)空氣中SO₂濃度為：

0.32g×10-6×103

10000mL×10-6

=0.032mg/m³＜0.15mg/m³，
故填：一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)．

點(diǎn)評(píng)：合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．