Question

5．空氣污染監(jiān)測(cè)儀是根據(jù)二氧化硫與溴水的定量反應(yīng)來測(cè)定空氣中的二氧化硫含量的．
SO₂+Br₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄
上述反應(yīng)的溴來自一個(gè)裝有酸性（H₂SO₄）溶液的電解槽陽極上的氧化反應(yīng)．電解槽的陽極室與陰極室是隔開的．當(dāng)測(cè)定某地區(qū)空氣中SO₂含量時(shí)，空氣（已除塵）以1.5×10^-4m³min^-1的流速進(jìn)入電解槽的陽極室，電流計(jì)顯示電子通過的速率是8.56×10^-11mols^-1，此條件下能保持溴濃度恒定并恰好與SO₂完全反應(yīng)（空氣中不含能與溴反應(yīng)的其他雜質(zhì)）．寫出上述材料中監(jiān)測(cè)過程中發(fā)生的主要的化學(xué)反應(yīng)方程式及該地區(qū)空氣中SO₂的含量（gm^-3）．

Answer 1

分析 電解溴化鉀溶液生成氫氧化鉀和氫氣、溴單質(zhì)；溴單質(zhì)與二氧化硫、水反應(yīng)生成硫酸和氫溴酸；
依據(jù)原子個(gè)數(shù)守恒結(jié)合原子個(gè)數(shù)守恒計(jì)算生成溴單質(zhì)的物質(zhì)的量，依據(jù)SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr計(jì)算二氧化硫的物質(zhì)的量，據(jù)此解答．

解答 解：電解溴化鉀溶液生成氫氧化鉀和氫氣、溴單質(zhì)，化學(xué)方程式：2KBr+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Br₂；溴單質(zhì)與二氧化硫、水反應(yīng)生成硫酸和氫溴酸，化學(xué)方程式：SO₂+Br₂+2H₂O═H₂SO₄+2HBr；
設(shè)每分鐘電解KBr溶液生成Br₂的物質(zhì)的量為x，
則：2Br-Br₂        電子轉(zhuǎn)移
   1 mol            2 mol
   x               8.56×10^-11×60 mol
解得：x=2.568×10^-9mol，
根據(jù)SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr可知SO₂的物質(zhì)的量為2.568×10^-9mol，
所以空氣中SO₂的含量為：$\frac{2.568×1{0}^{-9}×64}{1.5×1{0}^{-4}}$g•m^-3=1.1×10 ^-3gm^-3，
答：主要的化學(xué)反應(yīng)方程式為2KBr+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Br₂、SO₂+Br₂+2H₂O═H₂SO₄+2HBr；該地區(qū)空氣中SO₂的含量為1.1×10 ^-3gm^-3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)方程式的書寫與計(jì)算，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵，注意熟練掌握化學(xué)方程式的書寫原則，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．