Question

11．酸雨是指pH＜5.6的雨、雪等各種形式的大氣降水．二氧化硫是形成酸雨的主要因素之一，它主要是由含硫燃料（煤和石油）燃燒和金屬冶煉廠釋放的二氧化硫氣體造成．酸雨的危害極大，減少二氧化硫等污染物的排放，保護環境是非常重要的．某�；瘜W興趣小組的學生，分成兩組對酸雨及空氣中二氧化硫的含量進行了測定．
第一組：取剛降到地面的酸雨水樣，進行了如下實驗：
實驗①：將一片紅色的玫瑰花瓣浸在一份水樣中；
實驗②：向雨水試樣中滴加氯化鋇溶液，有白色渾濁出現；
實驗③：每隔一定時間測定其pH，數據如表Ⅰ所示．
表Ⅰ不同時間酸雨的pH

測定時間/小時鐘	0	1	2	4
pH	4.73	4.62	4.56	4.55

（1）實驗①中一段時間后，觀察到紅色變淺，可能的原因是酸雨中SO₂具有漂白作用．
（2）實驗②中生成白色渾濁的離子方程式SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓．
（3）分析實驗③中pH數據的變化，你認為可能的原因是（用化學方程式表示）：SO₂+H₂O=H₂SO₃、2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄．
（4）如果取該雨水和蒸餾水混合，再測pH，結果將變大（填“變大”“變小”或“不變”）．
第二組：擬用下列裝置定量分析空氣中SO₂的含量：

（5）該組同學查資料得到的反應原理為：SO₂與酸性KMnO₄溶液反應的離子方程式：
5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺．
該反應的現象是高錳酸鉀溶液紫色褪去，SO₂在該反應中顯還原（填“氧化”或“還原”）性．
（6）該實驗中已知的數據有氣體流速aL/min、酸性KMnO₄溶液的體積bL，其濃度為cmol/L．若從氣體通入到紫色恰好褪去，用時5分鐘．則此次取樣處的空氣中二氧化硫含量為$\frac{32bc}{a}$g/L．

Answer 1

分析 （1）酸雨中含有SO₂，SO₂具有漂白性；
（2）由表數據可知，酸性增強，酸雨中的亞硫酸被氧化為硫酸，硫酸與氯化鋇反應生成硫酸鋇；
（3）二氧化硫溶于水生成亞硫酸，亞硫酸易被氧氣氧化為硫酸，酸性增強；
（4）溶液被稀釋，溶液中氫離子濃度減小，溶液的pH增大；
（5）反應中KMnO₄→MnSO₄，高錳酸鉀溶液紫色褪去，二氧化硫被氧化，表現了還原性；
（6）通入空氣體積5aL，反應的KMnO₄物質的量為bcmol，根據KMnO₄物質的量運用方程式計算空氣中二氧化硫的物質的量，進而計算空氣中二氧化硫含量．

解答 解：（1）酸雨中含有SO₂，SO₂具有漂白性使玫瑰花紅色變淺，
故答案為：酸雨中SO₂具有漂白作用；
（2）硫酸與氯化鋇反應生成硫酸鋇和鹽酸，反應的離子方程式為：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，
故答案為：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；
（3）二氧化硫溶于水生成亞硫酸，反應方程式為SO₂+H₂O=H₂SO₃，亞硫酸易被氧氣氧化為硫酸，反應方程式：2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，
故答案為：SO₂+H₂O=H₂SO₃、2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄；
（4）如果取該雨水和蒸餾水混合，溶液中氫離子濃度減小，則再測得溶液pH會變大，
故答案為：變大；
（5）高錳酸鉀溶液為紫色，二氧化硫KMnO₄發生反應，導致溶液紫色褪去，反應中二氧化硫被氧化，表現了還原性，
故答案為：高錳酸鉀溶液紫色褪去；還原；
（6）通入空氣體積a L/min×5min=5aL，KMnO₄物質的量為：bL×cmol/L=bcmol，
    5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=2H₂SO₄+2MnSO₄+K₂SO₄
     5     2
  n（SO₂） bcmol   
所以 n（SO₂）=$\frac{5}{2}$bcmol，質量為 $\frac{5}{2}$bcmol×64g/mol=160bcg，
此次取樣處的空氣中二氧化硫含量為：$\frac{160bcg}{5aL}$=$\frac{32bc}{a}$g/L，
故答案為：$\frac{32bc}{a}$．

點評 本題考查了探究物質組成、測量物質含量的方法，題目難度中等，明確實驗目的及實驗原理為解答關鍵，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗、進行計算能力．