Question

19．化石燃料的燃燒、硫酸的生產都產生二氧化硫，被雨水吸收后會形成酸雨．環保部門能較為精確測定某硫酸廠周圍空氣中二氧化硫的含量．如采取以下方法：取空氣樣品100米³緩緩通過足量氯水，在所得溶液中加入過量的20%氯化鋇溶液，測得產生的白色沉淀的質量，然后計算出空氣中二氧化硫的含量．
（1）空氣樣品和氯水反應的化學方程式為：SO₂+Cl₂+2H₂O=2X+H₂SO₄，則X的化學式為HCl．
（2）配制氯化鋇溶液時，需要用到的玻璃儀器除燒杯外，還有玻璃棒、膠頭滴管和量筒．
（3）現精確測得白色沉淀的質量為0.233克．我國的空氣質量標準中對空氣中二氧化硫的最高濃度（單位體積的空氣中所含二氧化硫的質量）限值如表所示，請通過計算說明此空氣中二氧化硫的濃度級別．[已知 BaCl₂+H₂SO₄=2HCl+BaSO₄↓]

濃度限值（mg/m3）
一級標準	二級標準	三級標準
0.15	0.50	0.70

Answer 1

分析 （1）根據化學反應前后原子的種類和數目不變求X的化學式；
（2）依據配制溶液所需的儀器分析判斷；
（3）依據生成沉淀的質量可計算反應的硫酸的質量，而依據硫酸的質量可計算所取空氣中二氧化硫的質量，進而判斷二氧化硫的級別．

解答 解：（1）觀察該反應SO₂+Cl₂+2H₂O=2X+H₂SO₄，可知反應前硫原子是1個，氯原子是2個，氧原子是4個，氫原子是4個；反應后除2X外，硫原子是1個，氫原子是2個，氧原子是4個，根據化學反應前后原子的種類和數目不變，2X中應有2個氯原子和2個氫原子，因此X的化學式為HCl；故填：HCl；
（2）配制溶液所需的玻璃儀器主要有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和量筒；故填：玻璃棒、膠頭滴管和量筒；
（3）設溶液中H₂SO₄的質量為x
H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl
98                    233
x                    0.233g
$\frac{98}{x}=\frac{233}{0.233g}$
x=0.098g
設100m³空氣樣品中SO₂的質量為y
SO₂+Cl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄
64                                 98
y                               0.098g
$\frac{64}{y}=\frac{98}{0.098g}$
y=0.064g
SO₂的濃度：$\frac{0.064g}{100{m}^{3}}$=0.64mg/m³＞0.50mg/m³，為三級標準．

點評 此題是對酸雨相關的知識考查，其中涉及到根據化學方程式的基本計算，在最后與級別標準對比時要注意：根據化學方程式計算所得值為100m³空氣中二氧化硫的質量，還需要轉換成標準值．