Question

硫酸工廠周圍的空氣中有較多的二氧化硫．某研究性學習小組為了測定空氣（內含N₂、O₂、CO₂、SO₂等）中二氧化硫的體積分數設計了如下實驗方案，如圖是他們在測定中使用的部分裝置圖．
（1）在方框中畫出所缺實驗裝置并標明所用試劑．
（2）當裝置中出現______現象時，應立即停止通氣體，若此時沒有及時停止通氣．則測得的SO₂的體積分數______（選填“偏高”、“偏低”或“不受影響”），若通入氣體的速率過快，則測定的SO₂的體積分數______（選填“偏高”、“偏低”或“不受影響”）．
（3）你認為反應管內碘的淀粉溶液可以用下列______（填代號）代替．
A、氫氧化鈉溶液　 B、高錳酸鉀溶液　C、品紅 D、淀粉碘化鉀溶液．
（4）研究小組經過討論發現此方案的設計中有一個明顯的缺陷影響了測定結果（不屬于操作錯誤），你認為該缺陷是______．
（5）研究小組決定改用另一方案：取標準狀態下的空氣VL（內含N₂、O₂、CO₂、SO₂等），緩慢通過足量溴水，在所得的溶液中加入過量的氯化鋇溶液后，過濾，將沉淀洗滌、干燥，稱得其質量為mg．則SO₂的體積分數為______．

Answer 1

解：（1）實驗通過裝置①后，二氧化硫被吸收，再測定剩余氣體的體積，進而確定空氣中二氧化硫的體積，故采取排液體的方法測定剩余氣體的體積，由于二氧化碳溶于水，會導致測定氣體的體積偏小，故應使用飽和的碳酸氫鈉溶液代替水，減少二氧化碳的溶解，裝置圖為，
故答案為：；
（2）溶液藍色剛好褪去，應及時停止通氣，若反應管內溶液藍色消失后，沒有及時停止通氣，與碘反應時二氧化硫過量，導致測定的剩余氣體的體積偏大，測定的二氧化硫的體積偏小，導致測得的SO₂的含量偏低；
通入氣體的速率過快，二氧化硫來不及被完全吸收，部分二氧化硫排出，導致測定的剩余氣體的體積偏大，測定的二氧化硫的體積偏小，導致測得的SO₂的含量偏低．
故答案為：溶液藍色剛好褪去；偏低；偏低；
（3）裝置①的作用是反應吸收二氧化硫，故裝置內的溶液不能吸收空氣中的氣體成分，主要是氧氣、二氧化碳等．
A、氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳，導致測定剩余氣體的體積偏小，測定的二氧化硫的體積偏大，測定的SO₂的含量偏大，故A錯誤；
B、高錳酸鉀溶液氧化二氧化硫，不吸收氣體氣體，不影響剩余氣體體積的測定，故B正確；
C、品紅溶液用于檢驗二氧化硫，吸收二氧化硫效果不好，故C錯誤；
D、淀粉碘化鉀溶液不能吸收二氧化硫，故D錯誤．
故選：B；
（4）溶液中在I₂將SO₂氧化的同時，原空氣中的O₂也能將SO₂氧化而被吸收，導致測定的剩余氣體的體積偏小，測定的二氧化硫的體積偏大，測定的SO₂的含量偏大，
故答案為：溶液中在I₂將SO₂氧化的同時，原空氣中的O₂也能將SO₂氧化而被吸收，導致測定的SO₂的含量偏大；
（5）最終的沉淀mg為硫酸鋇，硫酸鋇的物質的量為=mol，根據硫元素守恒可知n（SO₂）=n（BaSO₄）=mol，二氧化硫的體積為mol×22.4L/mol=L，空氣中二氧化硫的體積分數×100%=×100%，故答案為：×100%．
分析：（1）實驗通過裝置①后，二氧化硫被吸收，再測定剩余氣體的體積，進而確定空氣中二氧化硫的體積，故采取排液體的方法測定剩余氣體的體積，由于二氧化碳溶于水，會導致測定氣體的體積偏小，故應使用飽和的碳酸氫鈉溶液代替水，減少二氧化碳的溶解；
（2）反應管內溶液藍色消失后，沒有及時停止通氣，與碘反應時二氧化硫過量，導致測定的剩余氣體的體積偏大，導致測得的SO₂的含量偏低；
通入氣體的速率過快，二氧化硫來不及被完全吸收，部分二氧化硫排出，導致測定的剩余氣體的體積偏大，導致測得的SO₂的含量偏低；
（3）裝置①的作用是反應吸收二氧化硫，故裝置內的溶液不能吸收空氣中的氣體成分，主要是氧氣、二氧化碳等．結合選項各物質的性質判斷；
（4）溶液中在I₂將SO₂氧化的同時，原空氣中的O₂也能將SO₂氧化而被吸收，導致測定的使用氣體的體積偏�。�
（5）最終的沉淀mg為硫酸鋇，計算硫酸鋇的物質的量，根據硫元素守恒可知n（SO₂）=n（BaSO₄），進而計算二氧化硫的體積，計算體積分數．
點評：本題考查學生對實驗原理與裝置的理解，對實驗方案的評價、作圖能力、化學計算等，難度中等，是對所學知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎知識與分析問題、解決問題能力．