Question

某市熱電廠使用的燃料是含硫較多的煤．該廠附近一所中學的同學經(jīng)常聞到空氣有異味，且空氣能見度差．學校研究性學習小組意識到這有可能是該廠排出的廢氣超標造成的，于是在老師的指導下做了探究實驗，請你填寫下列空白．
[提出問題]空氣里二氧化硫（SO₂）是否超標呢？
[查閱資料]Ⅰ．我國關(guān)于SO₂在風景區(qū)、居民區(qū)、工廠區(qū)的空氣質(zhì)量標準分別見下表：

地   區(qū)	風景區(qū)	居民區(qū)	工廠區(qū)
SO2濃度限值（mg/m3）	0.15	0.50	0.70

Ⅱ．二氧化硫能與氫氧化鈉（NaOH）反應生成亞硫酸鈉（Na₂SO₃）；硫酸鈉（Na₂SO₄）能與氯化鋇（BaCl₂）反應生成硫酸鋇，硫酸鋇既不溶于水，也不溶于酸（如不與稀鹽酸、稀硝酸等反應）．
Ⅲ．二氧化碳能與氫氧化鈉反應，生成碳酸鈉，生成碳酸鈉能與氯化鋇反應生成碳酸鋇沉淀（碳酸鋇能與稀鹽酸、稀硝酸等反應）．
[設(shè)計實驗]同學設(shè)計以下步驟來測定空氣中SO₂的含量．
（1）采集工廠附近的空氣樣品250L．
（2）將空氣樣品通過NaOH溶液，加入一定量氧化劑過氧化氫（H₂O₂），使其中亞硫酸鈉（Na₂SO₃）完全轉(zhuǎn)化為硫酸鈉（Na₂SO₄）．
（3）再加入過量的氯化鋇（BaCl₂）溶液，經(jīng)過過濾、洗滌、烘干，稱量固體質(zhì)量為1.2mg．
計算：250L空氣樣品中SO₂的質(zhì)量為0.33mg．由空氣質(zhì)量標準可得出結(jié)論：該廠排放的SO₂

 

（填“超標”或“不超標”）．
（4）簡述采集空氣樣品的方法

 

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[發(fā)現(xiàn)新問題]考慮到空氣中的各種氣體成分，有同學認為該實驗測得的SO₂的含量偏大，其依據(jù)及你提出的實驗改進方案是

 

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[反思與應用]為盡快改善該地區(qū)的空氣質(zhì)量，請你提出一條合理化建議：

 

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Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常用氣體的收集方法,防治空氣污染的措施,鹽的化學性質(zhì),根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：科學探究

分析：【設(shè)計實驗】
（3）根據(jù)工廠區(qū)的空氣質(zhì)量標準進行比較；
（4）根據(jù)氣體的性質(zhì)確定氣體的收集方法，
【發(fā)現(xiàn)新問題】根據(jù)空氣中的二氧化碳與二氧化硫的性質(zhì)相似進行分析，可以對二氧化碳的干擾進行屏蔽；
【反思與應用】根據(jù)二氧化碳的危害進行解答．

解答：解：
【設(shè)計實驗】
（3）250L空氣樣品中SO₂的質(zhì)量為0.33mg，那么SO₂濃度1.32mg/m³，1.32mg＞0.70mg，超標．
（4）收集氣體的方法為：可樂瓶裝滿水蓋上瓶蓋拿到工廠附近，然后倒掉水，再蓋上瓶蓋．
【發(fā)現(xiàn)新問題】空氣中的二氧化碳也會和二氧化硫一樣，經(jīng)過相應的反應，最終也會轉(zhuǎn)化成碳酸鋇沉淀，增加硫酸鋇的質(zhì)量，對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響，根據(jù)硫酸鋇不溶于酸，而碳酸鋇溶于酸的事實，可以向難溶物中加入酸排除二氧化碳的干擾；
【反思與應用】為改善該地區(qū)的空氣質(zhì)量，可以將工廠廢氣進行治理，達標后再排放．
故答案為：
【設(shè)計實驗（3）超標；
（4）用可樂瓶裝滿水蓋上瓶蓋拿到工廠附近，然后倒掉水，再蓋上瓶蓋；
【發(fā)現(xiàn)新問題】空氣中的二氧化碳也要和氫氧化鈉溶液反應，并繼續(xù)與BaCl₂溶液反應，生成碳酸鋇沉淀．向沉淀中加入過量的稀硝酸后，再進行其余操作；
【反思與應用】工廠廢氣進行治理，達標后再排放．

點評：本題綜合考查了酸雨的形成、危害，以及二氧化硫及亞硫酸鈉的化學性質(zhì)，并考查了原子守恒思想在解題中的應用．