Question

15．我國規定室內空氣中甲醛（HCHO）含量不得超過0.08mg/m³．某校化學研究性學習小組的同學通過查閱資料，擬采用如下方法測定某新裝修居室內空氣中甲醛的含量．測定原理：5HCHO+4KMnO₄+6H₂SO₄=2K₂SO₄+4MnSO₄+5CO₂↑+11H₂O
實驗操作：用容積為1000mL的醫用注射器抽取空氣，緩慢注入酸性高錳酸鉀溶液中（裝置如圖），當酸性高錳酸鉀溶液正好褪色時，停止注入．

①用0.1000mol/L的酸性KMnO₄溶液配制實驗中使用的酸性KMnO₄溶液1000mL，需0.1000mol/L的酸性KMnO₄溶液的體積為1ml．
②向酸性高錳酸鉀溶液中注入空氣搶，用檢查裝置氣密性，操作方法為在吸收器中注入水并使其淹沒多孔玻璃球，用手捂住吸收器下半部，若一段時間后導管中液面上升，表示氣密性良好，裝置中多孔玻璃球的作用是甲醛被酸性高錳酸鉀溶液充分吸收
③實驗時在居室內不同地點抽取空氣，并緩慢注入酸性高錳酸鉀溶液中，當地200次將注射器中空氣全部緩慢注入酸性高錳酸鉀溶液中，酸性高猛酸鉀溶液正好褪色，請通過計算說明該居室空氣中甲醛含量是否超標（空氣中其他成分不與酸性高錳酸鉀溶液反應）
④請你舉出減少室內空氣污染的一條合理措施多開窗通風．

Answer 1

分析 實驗操作：用容積為1000mL的醫用注射器抽取空氣，緩慢注入酸性高錳酸鉀溶液中（裝置如圖），當酸性高錳酸鉀溶液正好褪色時，停止注入．
①依據溶質物質的量不變列式計算；
②在吸收器中注入水并使其淹沒多孔玻璃球，改變容器中的溫度，若導氣管出現液面上升可證明氣密性完好，多孔玻璃球的作用是增大吸收面積，吸收充分；
③根據高錳酸鉀的質量計算甲醛的質量，然后計算空氣中甲醛的含量和標準進行比較得出結論；
④甲醛是氣體可以開窗通風措施減少室內空氣污染；

解答 解：①用0.1000mol/L的酸性KMnO₄溶液配制實驗中使用的酸性KMnO₄溶液1000mL，濃度為0.00010mol/L，溶質物質的量不變列式計算得到，0.1000mol/L×V=0.00010mol/L×1000mL
V=1ml
需0.1000mol/L的酸性KMnO₄溶液的體積為1ml，
故答案為：1ml；
②在吸收器中注入水并使其淹沒多孔玻璃球，用手捂住吸收器下半部，若一段時間后導管中液面上升，表示氣密性良好，裝置中多孔玻璃球的作用是使甲醛被酸性高錳酸鉀溶液充分吸收，
故答案為：在吸收器中注入水并使其淹沒多孔玻璃球，用手捂住吸收器下半部，若一段時間后導管中液面上升，表示氣密性良好；甲醛被酸性高錳酸鉀溶液充分吸收；
③設甲醛的質量為x
          4KMnO₄ +6H₂SO₄+5CH₂O=4MnSO₄+2K₂SO₄+5CO₂↑+11H₂O
          4               150  
5×10^-3 L×0.0001mol/L        x
x=1.875×10^-5g=0.01875mg
因為每次用注射器抽取1000mL室內空氣，第200次恰好反應，則通入的空氣體積為：1000ml×200=200000mL=0.2m³，所以該居室內空氣中甲醛的含量=$\frac{0.01875mg}{0.2{m}^{3}}$=0.09375mg/m³＞0.08mg/m³，故甲醛超標，
答：該居室空氣中甲醛含量超標；
（3）開窗通風可降低室內甲醛的含量，故答案：多開窗通風

點評 本題是有關室內甲醛含量的測定的探究，涉及的知識點較多：質量守恒定律的運用、根據化學式的計算、根據化學方程式的計算等，綜合性較強，難度中等．