Question

某環保部門在某硫酸廠周圍測定空氣中二氧化硫的含量來判斷該廠周圍的空氣是否合格，現在進行以下的實驗：取標準狀況下1000L該廠周圍的空氣（含氮氣、氧氣、二氧化碳、二氧化硫等）緩慢通入足量高錳酸鉀溶液（反應的化學方程式為：2KMnO₄+5SO₂+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄）在所得溶液中加入過量氯化鋇溶液，產生白色沉淀，將沉淀洗滌、干燥、稱其質量為0.1165g．
（1）試求大氣樣品中SO₂的體積分數？（保留3位有效數字，下同）
（2）已知該地區國家制定的標準是SO₂不能超過0.100mg/m³，試通過計算判斷該硫酸廠周圍空氣是否合格？

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：（1）0.1165g沉淀為BaSO₄質量，根據硫原子守恒計算n（SO₂），再根據V=nV_m計算SO₂的體積，進而計算大氣樣品中SO₂的體積分數；
（2）根據m=nM計算1m³大氣中SO₂的質量，據此判斷SO₂是否超標．

解答： 解：（1）0.1165g沉淀為BaSO₄質量，其物質的量=

0.1165g

233g/mol

=0.0005mol，根據硫原子守恒n（SO₂）=n（BaSO₄）=0.0005mol，SO₂的體積=0.0005mol×22.4L/mol=0.0112L，故大氣樣品中SO₂的體積分數=

0.0112L

1000L

×100%=1.12×10^-3%，
答：大氣樣品中SO₂的體積分數為1.12×10^-3%．
（2）1m³大氣中SO₂的質量=0.0005mol×64g/mol=0.032g=32mg＞0.1mg，即二氧化硫濃度為32mg/m³＞0.1mg/m³，故該硫酸廠周圍空氣是不合格，
答：該硫酸廠周圍空氣是不合格．

點評：本題考查化學方程式的有關計算，難度不大，注意根據元素守恒解答，也可以根據關系式計算．