(2011?萬州區(qū)一模)硫酸工廠周圍的空氣中有較多的二氧化硫.某研究性學(xué)習(xí)小組為了測定空氣(內(nèi)含N2、O2、CO2、SO2等)中二氧化硫的體積分數(shù)設(shè)計了如下實驗方案,如圖是他們在測定中使用的部分裝置圖.
(1)在方框中畫出所缺實驗裝置并標(biāo)明所用試劑.
(2)當(dāng)裝置中出現(xiàn)
溶液藍色剛好褪去
溶液藍色剛好褪去
現(xiàn)象時,應(yīng)立即停止通氣體,若此時沒有及時停止通氣.則測得的SO2的體積分數(shù)
偏低
偏低
(選填“偏高”、“偏低”或“不受影響”),若通入氣體的速率過快,則測定的SO2的體積分數(shù)
偏低
偏低
(選填“偏高”、“偏低”或“不受影響”).
(3)你認為反應(yīng)管內(nèi)碘的淀粉溶液可以用下列
B
B
(填代號)代替.
A、氫氧化鈉溶液   B、高錳酸鉀溶液  C、品紅 D、淀粉碘化鉀溶液.
(4)研究小組經(jīng)過討論發(fā)現(xiàn)此方案的設(shè)計中有一個明顯的缺陷影響了測定結(jié)果(不屬于操作錯誤),你認為該缺陷是
溶液中在I2將SO2氧化的同時,原空氣中的O2也能將SO2氧化而被吸收,導(dǎo)致測定的SO2的含量偏大
溶液中在I2將SO2氧化的同時,原空氣中的O2也能將SO2氧化而被吸收,導(dǎo)致測定的SO2的含量偏大

(5)研究小組決定改用另一方案:取標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣VL(內(nèi)含N2、O2、CO2、SO2等),緩慢通過足量溴水,在所得的溶液中加入過量的氯化鋇溶液后,過濾,將沉淀洗滌、干燥,稱得其質(zhì)量為mg.則SO2的體積分數(shù)為
22.4m
233V
×100%
22.4m
233V
×100%
分析:(1)實驗通過裝置①后,二氧化硫被吸收,再測定剩余氣體的體積,進而確定空氣中二氧化硫的體積,故采取排液體的方法測定剩余氣體的體積,由于二氧化碳溶于水,會導(dǎo)致測定氣體的體積偏小,故應(yīng)使用飽和的碳酸氫鈉溶液代替水,減少二氧化碳的溶解;
(2)反應(yīng)管內(nèi)溶液藍色消失后,沒有及時停止通氣,與碘反應(yīng)時二氧化硫過量,導(dǎo)致測定的剩余氣體的體積偏大,導(dǎo)致測得的SO2的含量偏低;
通入氣體的速率過快,二氧化硫來不及被完全吸收,部分二氧化硫排出,導(dǎo)致測定的剩余氣體的體積偏大,導(dǎo)致測得的SO2的含量偏低;
(3)裝置①的作用是反應(yīng)吸收二氧化硫,故裝置內(nèi)的溶液不能吸收空氣中的氣體成分,主要是氧氣、二氧化碳等.結(jié)合選項各物質(zhì)的性質(zhì)判斷;
(4)溶液中在I2將SO2氧化的同時,原空氣中的O2也能將SO2氧化而被吸收,導(dǎo)致測定的使用氣體的體積偏;
(5)最終的沉淀mg為硫酸鋇,計算硫酸鋇的物質(zhì)的量,根據(jù)硫元素守恒可知n(SO2)=n(BaSO4),進而計算二氧化硫的體積,計算體積分數(shù).
解答:解:(1)實驗通過裝置①后,二氧化硫被吸收,再測定剩余氣體的體積,進而確定空氣中二氧化硫的體積,故采取排液體的方法測定剩余氣體的體積,由于二氧化碳溶于水,會導(dǎo)致測定氣體的體積偏小,故應(yīng)使用飽和的碳酸氫鈉溶液代替水,減少二氧化碳的溶解,裝置圖為
故答案為:;
(2)溶液藍色剛好褪去,應(yīng)及時停止通氣,若反應(yīng)管內(nèi)溶液藍色消失后,沒有及時停止通氣,與碘反應(yīng)時二氧化硫過量,導(dǎo)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(dǎo)致測得的SO2的含量偏低;
通入氣體的速率過快,二氧化硫來不及被完全吸收,部分二氧化硫排出,導(dǎo)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(dǎo)致測得的SO2的含量偏低.
故答案為:溶液藍色剛好褪去;偏低;偏低;
(3)裝置①的作用是反應(yīng)吸收二氧化硫,故裝置內(nèi)的溶液不能吸收空氣中的氣體成分,主要是氧氣、二氧化碳等.
A、氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳,導(dǎo)致測定剩余氣體的體積偏小,測定的二氧化硫的體積偏大,測定的SO2的含量偏大,故A錯誤;
B、高錳酸鉀溶液氧化二氧化硫,不吸收氣體氣體,不影響剩余氣體體積的測定,故B正確;
C、品紅溶液用于檢驗二氧化硫,吸收二氧化硫效果不好,故C錯誤;
D、淀粉碘化鉀溶液不能吸收二氧化硫,故D錯誤.
故選:B;
(4)溶液中在I2將SO2氧化的同時,原空氣中的O2也能將SO2氧化而被吸收,導(dǎo)致測定的剩余氣體的體積偏小,測定的二氧化硫的體積偏大,測定的SO2的含量偏大,
故答案為:溶液中在I2將SO2氧化的同時,原空氣中的O2也能將SO2氧化而被吸收,導(dǎo)致測定的SO2的含量偏大;
(5)最終的沉淀mg為硫酸鋇,硫酸鋇的物質(zhì)的量為
mg
233g/mol
=
m
233
mol,根據(jù)硫元素守恒可知n(SO2)=n(BaSO4)=
m
233
mol,二氧化硫的體積為
m
233
mol×22.4L/mol=
22.4m
233
L,空氣中二氧化硫的體積分數(shù)
22.4m
233
L
VL
×100%=
22.4m
233V
×100%,故答案為:
22.4m
233V
×100%.
點評:本題考查學(xué)生對實驗原理與裝置的理解,對實驗方案的評價、作圖能力、化學(xué)計算等,難度中等,是對所學(xué)知識的綜合運用,需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)知識與分析問題、解決問題能力.
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