Question

2．工業(yè)上測(cè)定SO₂、N₂、O₂混合氣體中SO₂含量的裝置如圖．反應(yīng)管中裝有碘的淀粉溶液，SO₂和I₂發(fā)生反應(yīng)為（N₂、O₂不與I₂反應(yīng)）：SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI
（1）混合氣體進(jìn)入反應(yīng)管后，量氣管內(nèi)增加的水的體積等于N₂、O₂的體積（填寫(xiě)混合氣體的分子式）
（2）讀數(shù)前應(yīng)冷卻到室溫、調(diào)整量器筒內(nèi)外液面高度相平、平視凹液面讀數(shù)
（3）反應(yīng)管內(nèi)溶液藍(lán)色消失后，沒(méi)有及時(shí)停止通氣，則測(cè)得的SO₂含量偏低（選填：偏高，偏低，不受影響）
（4）若碘溶液體積為V_a mL，濃度為Cmol/L．N₂與O₂的體積為V_b mL（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）．用C、V_a、V_b表示SO₂的體積百分含量為$\frac{22.4cVa}{22.4Va+Vb}$×100%．

Answer 1

分析 （1）SO₂、N₂、O₂混合氣體進(jìn)入反應(yīng)管，SO₂被吸收，氣體體積的膨脹值為量氣管內(nèi)增加的水的體積，等于N₂和O₂的體積；
（2）在測(cè)量氫氣體積時(shí)，為了使測(cè)量更為準(zhǔn)確，要注意上下移動(dòng)水準(zhǔn)管，使左右兩管的液面相平，以使量氣管中的氣壓與大氣氣壓相等，讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)與左管內(nèi)凹液面最低處相平，以減少觀察誤差．
（3）反應(yīng)管內(nèi)溶液藍(lán)色消失時(shí)，SO₂與反應(yīng)管內(nèi)所含的I₂恰好反應(yīng)，若沒(méi)及時(shí)停止通氣，則未反應(yīng)的SO₂氣體也排水到量氣管，使N₂、O₂體積增加，測(cè)得SO₂的含量降低；
（4）根據(jù)反應(yīng)：SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI，V（SO₂）=V_m×n（I₂）=V_ac×10^-3mol×22400 mL•mol^-1=22.4V_a•c mL，據(jù)此計(jì)算解答．

解答 解：（1）混合氣體進(jìn)入反應(yīng)管中，其中SO₂與I₂發(fā)生反應(yīng)：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI不產(chǎn)生氣體，剩余的氣體僅有N₂和O₂，量氣管內(nèi)增加的水的體積等于N₂和O₂的總體積，
故答案為：N₂、O₂；
（2）讀數(shù)時(shí)，要注意視線應(yīng)于量氣管凹液面的最低處保持水平；每次讀數(shù)前應(yīng)上下移動(dòng)水準(zhǔn)管，待兩管液面相平再讀數(shù)是為了防止水的壓強(qiáng)造成的誤差
故答案為：調(diào)整量器筒內(nèi)外液面高度相平；平視凹液面讀數(shù)；
（3）根據(jù)反應(yīng)：SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI可求出吸收的SO₂的體積：V（SO₂）=V_m×n（I₂），SO₂的體積百分含量φ（SO₂）=$\frac{V（S{O}_{2}）}{V（混合氣體）}$式中V（SO₂）的量是由n（I₂）的物質(zhì)的量決定的，而“沒(méi)有及時(shí)停止通氣”就會(huì)使得V（混合氣體）增大，則φ（SO₂）偏低，
故答案為：偏低；
（4）由所給反應(yīng)知SO₂氣體的物質(zhì)的量等于碘的物質(zhì)的量V_a×10^-3L×c mol•L^-1=V_ac×10^-3mol，其體積為V（SO₂）=V_ac×10^-3mol×22400 mL•mol^-1=22.4V_a•c mL，所以SO₂的體積百分含量為=$\frac{22.4cVa}{22.4Va+Vb}$×100%，即SO₂的百分含量為：$\frac{22.4cVa}{22.4Va+Vb}$×100%，
故答案為：$\frac{22.4cVa}{22.4Va+Vb}$×100%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是二氧化硫的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)誤差的判斷、指示劑的選擇，難點(diǎn)在于SO₂含量誤差分析和SO₂的百分含量計(jì)算，題目難度中等．