Question

SO₂是大氣污染物之一，為粗略地測定周圍環(huán)境中二氧化硫的含量，某學(xué)生課外活動小組設(shè)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(dǎo)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(xiàn)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(fù)抽氣，當溶液由______色變?yōu)開______色時反應(yīng)恰好完全進行，此時停止抽氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。
（3）我國環(huán)境空氣質(zhì)量標準對每次空氣質(zhì)量測定中二氧化硫的最高濃度的限值如下表：

該學(xué)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(yīng)恰好完全進行，記錄抽氣次數(shù)如下（假設(shè)每次抽氣500mL）。請將下表填寫完整（計算時保留兩位有效數(shù)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(jié)果準確，另一小組實驗結(jié)果產(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)，但可以用中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)知識進行解答。本題一是容易使有些同學(xué)忽視裝置左端的玻璃導(dǎo)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(xué)實驗基本操作不過關(guān)，不理解單向閥的原理及作用；三是有些同學(xué)被裝置的復(fù)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(nèi)壓強會減小，空氣只能通過玻璃導(dǎo)管進入裝置，則浸沒在水中的玻璃導(dǎo)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(chǎn)生。
（2）二氧化硫和碘反應(yīng)完全，溶液藍色褪去變成無色，其反應(yīng)為SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI。
（3）根據(jù)化學(xué)方程式可知，反應(yīng)的二氧化硫的物質(zhì)的量等于碘的物質(zhì)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(shù)少，第二小組抽氣次數(shù)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(yīng)，產(chǎn)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(yīng)該是三級。