Question

某硫酸廠周圍的空氣中含有較多SO₂，為了測定空氣中SO₂的體積分數做了如下實驗：
取上述標準狀況下的空氣1L（內含N₂、O₂、SO₂、CO₂），慢慢通過足量溴水，然后在此溶液中加入過量的BaCl₂溶液，產生白色沉淀，過濾后將沉淀洗凈，干燥后稱重為0.233g．請回答：
（1）通入足量溴水的目的是：______，寫出相關反應的離子方程式：______．
（2）加入過量的BaCl₂溶液的目的是：______，寫出相關反應的離子方程式：______．
（3）過濾后，若在濾液中加K₂SO₄溶液，有白色沉淀產生，證明：______．
（4）用蒸餾水洗滌沉淀2～3次，若在洗液中加入AgNO₃溶液，無沉淀出現，證明：______．
（5）試計算空氣中SO₂的體積分數．

Answer 1

解：（1）Br₂具有氧化性，能氧化SO₂生成SO₄^2-，自身被還原成Br^-，離子方程式為：Br₂+SO₂+H₂O=4H⁺
+2Br^-+SO₄^2-，所以通入足量溴水的目的是Br₂將SO₂氧化生成SO₄^2-，
故答案為：Br₂將SO₂氧化生成SO₄^2-；Br₂+SO₂+H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，
（2）BaCl₂溶液能與SO₄^2-生成沉淀，離子方程式為：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，所以加入過量的BaCl₂溶液的目的使SO₄^2-沉淀完全，
故答案為：使SO₄^2-沉淀完全；Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
（3）在濾液中加K₂SO₄溶液，有白色沉淀產生，說明濾液中含有Ba²⁺，即沉淀劑已經足量；
故答案為：沉淀劑已經足量；
（4）用蒸餾水洗滌沉淀2～3次，若在洗液中加入AgNO₃溶液，無沉淀出現，說明濾液中不含有Cl^-，即沉淀已洗滌干凈，
故答案為：沉淀已洗滌干凈；
（5）利用關系式：SO₂ ～SO₄^2-～BaSO₄，
0.001mol
1L空氣中SO₂的體積為22.4L/mol×0.001mol=0.0224L，SO₂的體積分數為%=2.24%，
故答案為：2.24%；
分析：（1）Br₂具有氧化性，能氧化SO₂生成SO₄^2-，自身被還原成Br^-；
（2）BaCl₂溶液能與SO₄^2-生成沉淀；
（3）在濾液中加K₂SO₄溶液，有白色沉淀產生，說明濾液中含有Ba²⁺；
（4）用蒸餾水洗滌沉淀2～3次，若在洗液中加入AgNO₃溶液，無沉淀出現，說明濾液中不含有Cl^-；
（5）利用關系式：SO₂～SO₄^2-～BaSO₄，根據BaSO₄沉淀的質量求出SO₂的體積，最后求出體積分數；
點評：本題考查的是二氧化硫的性質、氧化還原方程式的書寫以及實驗原理，根據原理即可完成．