Question

SO₂是大氣主要污染物，是形成酸雨的主要物質．某校學習小組對有關問題進行了探究：
（Ⅰ）已知反應：Na₂SO₃（固）+H₂SO₄（濃） 

△   .

Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O學習小組依據此反應來制備SO₂，并設計了如圖1裝置，則制備收集SO₂并防止污染空氣，選擇的裝置從左至右的順序為

 

．
（Ⅱ）測定硫酸廠尾氣中SO₂含量（不考慮尾氣中的SO₃）．
方案甲 化學學習小組設計了如圖2裝置來測定硫酸廠尾氣中SO₂含量．  通入氣體，A中顏色變淺．當A中顏色變為無色時，停止通入氣體．
（1）A中發生的離子反應方程式為：

 

．
（2）A中的試劑可用其它試劑替代，試寫出一種可替代的試劑為

 

．
（3）當A中顏色變為無色時沒有及時停止通氣體，則測得的SO₂含量

 

．（填偏高、偏低或不變）
（4）若氣體流速為a L/min，A中c（I₂）=6mol/L，溶液體積為VL．2分鐘時A中顏色變為無色． 則標準狀況下SO₂的體積百分含量為

 

（假設通入的SO₂被完全吸收）．
方案乙  學習小組設計了如下方案：尾氣

H2O2(過量)

溶液

Ba(OH)2過量

固體
某同學認為該方案無需使用H₂O₂，可直接將SO₂通入過量的Ba（OH）₂溶液中．你認為該同學是否正確并說明理由

 

．

Answer 1

分析：Ⅰ、實驗目的是制備收集SO₂并防止污染空氣，選擇的裝置為制備二氧化硫的發生裝置A，向上排氣法的收集裝置D，尾氣吸收裝置F；
Ⅱ、（1）二氧化硫通入淀粉碘化鉀溶液中發生反應二氧化硫被碘單質氧化為硫酸；
（2）A中的試劑可用其它試劑替代需要能吸收二氧化硫且反應現象明顯，能證明二氧化硫全部被吸收的試劑；
（3）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；
（4）依據題干數據氣體流速計算氣體體積，結合碘單質全部反應消耗二氧化硫物質的量計算體積，得到二氧化硫的體積分數；二氧化硫通入氫氧化鋇溶液生成的亞硫酸鋇沉淀會被氧化為硫酸鋇沉淀導致測定誤差．

解答：解：Ⅰ、依據實驗目的是制備收集SO₂并防止污染空氣，選擇的裝置為制備二氧化硫的發生裝置A，向上排氣法的收集裝置D，尾氣吸收裝置F，制備收集SO₂并防止污染空氣，選擇的裝置從左至右的順序為ADF，
故答案為：ADF；
Ⅱ、（1）二氧化硫通入淀粉碘化鉀溶液中發生反應二氧化硫被碘單質氧化為硫酸反應的離子方程式為I₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，
故答案為：I₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI；
（2）A中的試劑可用其它試劑替代需要能吸收二氧化硫且反應現象明顯，能證明二氧化硫全部被吸收的試劑，可以利用高錳酸鉀溶液或溴水溶液代替，
故答案為：高錳酸鉀溶液或溴水溶液；
（3）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，
故答案為：偏低；
（4）若氣體流速為a L/min，A中c（I₂）=bmol/L，溶液體積為VL．2分鐘時A中顏色變為無色．氣體通入體積=2aL，依據化學方程式I₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，計算得到二氧化硫物質的量=碘單質物質的量=bVmol，二氧化硫體積標準狀況下=bVmol×22.4L/mol=22.4bVL，則標準狀況下SO₂的體積百分含量=

22.4bVL

2aL

×100%=

11.2bV

a

×100%；乙方案，是利用過氧化氫氧化二氧化硫為硫酸后形成硫酸鋇沉淀稱量測定，某同學認為該方案無需使用H₂O₂，可直接將SO₂通入過量的Ba（OH）₂溶液中，不正確，過程中生成的亞硫酸鋇沉淀會部分氧化為硫酸鋇沉淀，產生誤差，
故答案為：

11.2bV

a

×100%；不正確，亞硫酸鋇沉淀會部分氧化為硫酸鋇沉淀．

點評：本題考查了物質性質的實驗探究方法分析判斷，實驗設計方法和物質性質是解題關鍵，題目難度中等．