问题 实验题

硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%(体积分数)时必需经处理后才能排放。某校化学兴趣小组欲测定某硫酸工厂排放尾气中二氧化硫的含量,分别采用以下方案:

【甲方案】如下图所示,图中气体流量计B用于准确测量通过的尾气体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定SO2的含量。当洗气瓶C中溶液蓝色消失时,立即关闭活塞A。

(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D,其目的是______________________________。

(2)洗气瓶C中的溶液还可以用其他试剂代替,如酸性高锰酸钾溶液,你认为选择酸性高锰酸钾溶液的理由有________________________________________________________。

(3)洗气瓶C中溶液蓝色消失后,若没有及时关闭活塞A,则测得的SO2含量____________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。若某实验小组同学测得的SO2含量总是偏低,可能的原因是__________________________________________________。(假设实验装置、测量仪器、药品和实验操作程序均合理)

【乙方案】:实验步骤如下面流程图所示:

(4)写出步骤②中反应的化学方程式____________________________________________。

(5)步骤③中判断沉淀已经洗涤干净的方法是_______________________________________。

(6)实验中若通过的尾气体积为33.6L (已换算成标准状况),最终所得固体质量为0.233g,试通过计算确定该尾气中二氧化硫的含量是否达到排放标准(写出计算过程)。

答案

(10分)(1)增大气体与溶液的接触面积,有利于SO2与碘水充分反应(1分)

(2)酸性高锰酸钾溶液能够充分吸收SO2并与之反应,反应终了时现象易于观察(或其他合理答案)(1分)  (3)偏低  通入尾气速率过快,SO2吸收不充分(各1分)

(4)H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O(2分)

(5)取最后一次的洗涤液少许,用PH试纸测量PH值或加入Na2SO4溶液,看是否有浑浊出现(或其他合理答案)(2分)

(6)由硫守恒可知n(SO2)=n(BaSO4)="0.001" mol,得到SO2的体积分数为0.067%大于0.05%,未达标(2分) 

题目分析:(1)多孔球泡D能增大气体与溶液的接触面积,有利于SO2与碘水充分反应。

(2)因为酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能够充分吸收SO2并与之反应,且酸性高锰酸钾溶液显紫红色,反应终了时现象易于观察。

(3)洗气瓶C中溶液蓝色消失后,若没有及时关闭活塞A,则导致通过的气体偏多,因此测得的SO2含量偏低。测得的SO2含量总是偏低,可能的原因是通入尾气速率过快,SO2吸收不充分引起的。

(4)双氧水具有氧化性,能把SO2氧化生成硫酸,所以反应②的化学方程式是H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O。

(5)步骤③中判断沉淀已经洗涤干净的方法可以是沉淀法,也可以通过测量溶液的pH值,即取最后一次的洗涤液少许,用PH试纸测量PH值或加入Na2SO4溶液,看是否有浑浊出现(或其他合理答案)。

(6)最终所得固体是硫酸钡,其质量为0.233g,物质的量是0.233g÷233g/mol=0.001mol。又因为尾气的物质的量是33.6L÷22.4L/mol=1.5mol

所以该尾气中二氧化硫的含量是

即SO2的体积分数大于0.05%,未达标2尾气吸收的综合性实验判断

点评:该题是中等难度的试题,也是高考中的常见考点,试题综合性强,侧重能力的培养和实验设计能力的训练,难度较大,学生不易得分。该类试题综合性强,理论和实践的联系紧密,有的还提供一些新的信息,这就要求学生必须认真、细致的审题,联系所学过的知识和技能,进行知识的类比、迁移、重组,全面细致的思考才能得出正确的结论。

单项选择题 A1/A2型题
名词解释