(2013?寶應(yīng)縣二模)甲醛(CH
2O)是世界衛(wèi)生組織確認(rèn)的致癌致畸物質(zhì)之一.
我國規(guī)定:室內(nèi)甲醛含量不得超過8×10
-5mg/L.某研究性學(xué)習(xí)小組利用KMnO
4和H
2SO
4的混和液測定居室內(nèi)空氣中甲醛的含量.
【實(shí)驗(yàn)原理】
KMnO
4和H
2SO
4的混和液與甲醛的反應(yīng)方程式為:4KMnO
4+5CH
2O+6H
2SO
4=4MnSO
4+2K
2SO
4+5X↑+11H
2O
①其中X的化學(xué)式為
CO2
CO2
;
②隨著甲醛的不斷通入,溶液的PH
變大
變大
(填“變大”、“變小”或“不變”),但由于測定的需要,配制混和液時使用了過量的硫酸,因此反應(yīng)結(jié)束時溶液的PH
<
<
7(填“>”、“<”或“=”).
③隨著甲醛的不斷通入,溶液的紫紅色不斷褪去,到剛好變?yōu)闊o色時,通入的甲醛與混和液中的KMnO
4恰好完全反應(yīng);此時只要知道原混和液質(zhì)量以及其中
高錳酸鉀
高錳酸鉀
的質(zhì)量分?jǐn)?shù),就可利用前述反應(yīng)方程式計算出通入的甲醛質(zhì)量.
【實(shí)驗(yàn)裝置】如圖1;
【實(shí)驗(yàn)步驟】
④檢查該裝置氣密性的方法之一是:打開 a 和b,撥出雙孔塞,向集氣瓶中加蒸餾水至浸沒左導(dǎo)管口約2cm,塞上雙孔塞,再關(guān)閉
a
a
(填“a”或“b”),最后抽或推注射器,造成左導(dǎo)管與瓶內(nèi)產(chǎn)生液面差;若液面差穩(wěn)定,則裝置
氣密
氣密
(填“氣密”或“不氣密”).
⑤若裝置氣密,則加混和液前
不要
不要
(填“要”或“不要”) 將集氣瓶中蒸餾水先倒出.
⑥向集氣瓶中加入5.00g 混和液(其中KMnO
4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.58×10
-4),再向其中加適量蒸餾水,擴(kuò)大液體的量以利吸收甲醛.
⑦先打開
a
a
(填“a”或“b”),關(guān)閉另一個活塞,每次用注射器抽取100mL室內(nèi)空氣,然后進(jìn)行相反關(guān)開活塞的操作,再推動注射器,將氣體全部推入酸性高錳酸鉀溶液中,使其充分反應(yīng),如此反復(fù)多次直至溶液剛好完全褪色,計下推入氣體次數(shù).
【數(shù)據(jù)處理】
⑧若實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)?shù)?50次將氣體壓送到洗氣瓶中時,溶液的紅色剛好褪去,則該居室內(nèi)空氣中甲醛含量
不符合
不符合
規(guī)定(填“符合”或“不符合”).
己知:KMnO
4、CH
2O的相對分子質(zhì)量依次為158、30;1g=1000mg;1L=1000mL
計算過程:
解:設(shè)甲醛的質(zhì)量為x
4KMnO
4 +5CH
2O+6H
2SO
4 =4MnSO
4+2K
2SO
4+5CO
2↑+11H
2O
4×158 5×30
5.00g×1.58×10
-4x
=
x=1.875×10
-4因?yàn)槊看斡米⑸淦鞒槿?00mL室內(nèi)空氣,第250次恰好反應(yīng),則通入的空氣體積為:100ml×250=25000mL=25L,所以該居室內(nèi)空氣中甲醛的含量
=0.0075mg/L=7.5×10
-3mg/L>8×10
-5mg/L,故不符合
解:設(shè)甲醛的質(zhì)量為x
4KMnO
4 +5CH
2O+6H
2SO
4 =4MnSO
4+2K
2SO
4+5CO
2↑+11H
2O
4×158 5×30
5.00g×1.58×10
-4x
=
x=1.875×10
-4因?yàn)槊看斡米⑸淦鞒槿?00mL室內(nèi)空氣,第250次恰好反應(yīng),則通入的空氣體積為:100ml×250=25000mL=25L,所以該居室內(nèi)空氣中甲醛的含量
=0.0075mg/L=7.5×10
-3mg/L>8×10
-5mg/L,故不符合
,通入的空氣體積為
25
25
L
【誤差分析】
⑨某同學(xué)用該方法測量空氣中甲醛的含量時,所測得的數(shù)值比實(shí)際含量低,你認(rèn)為其可能的原因是(假設(shè)溶液配制、量取過程均無錯誤):
沒有攪拌,甲醛和高錳酸鉀反應(yīng)不完全
沒有攪拌,甲醛和高錳酸鉀反應(yīng)不完全
、
空氣中的其它氣體和高錳酸鉀反應(yīng)
空氣中的其它氣體和高錳酸鉀反應(yīng)
(要答出2種可能性).
【交流討論】
⑩實(shí)驗(yàn)后的交流中,有小組成員認(rèn)為:可將插入混和溶液的管子下端改成具有多孔的球泡(如圖2),有利于提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度,其理由是
增大了甲醛和溶液的接觸面積
增大了甲醛和溶液的接觸面積
.