Question

甲醛是世界衛(wèi)生組織確認(rèn)的致癌致畸物質(zhì)之一．我國(guó)規(guī)定：室內(nèi)甲醛含量不得超過(guò)8×10^-5mg/L．某研究性學(xué)習(xí)小組利用酸性KMnO₄溶液測(cè)定居室內(nèi)空氣中甲醛的含量．
[實(shí)驗(yàn)原理]
KMnO₄（H⁺）溶液為強(qiáng)氧化劑，可氧化甲醛，反應(yīng)方程式為：
4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺═4Mn²⁺+5CO₂+11H₂O
ab5.00mL1.00×10-3mol?L-1KMnO4（滴有幾滴稀H₂SO₄）
[實(shí)驗(yàn)裝置]

[實(shí)驗(yàn)步驟]
（1）先準(zhǔn)確量取5.00mL 1.00×10^-3mol?L^-1KMnO₄溶液于洗氣瓶中，并滴入幾滴稀H₂SO₄，加水20mL稀釋備用．
（2）先打開(kāi)

 

，關(guān)閉

 

（填“a”或“b”），每次用注射器抽取100mL某新裝修的房屋室內(nèi)空氣．后關(guān)閉

 

，打開(kāi)

 

（填“a”或“b”），再推動(dòng)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)多次直至任務(wù)完成．
[交流討論]
（1）某同學(xué)用該方法測(cè)量空氣中甲醛的含量時(shí)，所測(cè)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(guò)程均無(wú)錯(cuò)誤）：
①

 

；
②

 

．
（至少答出2種可能性）
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，該小組成員在相互交流的過(guò)程中認(rèn)為：
①實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)加以改進(jìn)．有同學(xué)提議：可將插入KMnO₄溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（如圖），有利于提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，其理由是

 

．
②實(shí)驗(yàn)原理可以改進(jìn)．
實(shí)驗(yàn)中直接抽取室內(nèi)空氣再壓送到洗氣瓶中至KMnO₄溶液剛好褪色，抽氣次數(shù)太多，太麻煩．有同學(xué)提議：通過(guò)測(cè)定洗氣瓶中KMnO₄的剩余量，可大大減少抽氣的次數(shù)，也可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�你認(rèn)為是否可行：

 

．（填“是”或“否”）
（3）若該研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)共抽氣500次并壓送到洗氣瓶中使KMnO₄溶液的紅色剛好褪去，則該居室內(nèi)空氣中甲醛的濃度為：

 

mg/L．你認(rèn)為該居室內(nèi)空氣中甲醛含量是否超過(guò)我國(guó)規(guī)定：

 

．（填“是”或“否”）

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：[實(shí)驗(yàn)步驟]
（2）打開(kāi)a關(guān)閉b收集室內(nèi)空氣，然后關(guān)閉a打開(kāi)b將橡皮囊中的氣體壓縮到酸性高錳酸鉀溶液中；
[交流討論]
（1）從實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問(wèn)題分析；
（2）①根據(jù)反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)越充分來(lái)回答；
②通過(guò)測(cè)定洗氣瓶中KMnO₄的剩余量，可以得到參加反應(yīng)的高錳酸鉀的量，根據(jù)反應(yīng)可以計(jì)算甲醛的量；
（3）根據(jù)恰好反應(yīng)進(jìn)行完，酸性KMnO₄溶液顏色褪去；根據(jù)化學(xué)方程式4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺=4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O求出HCHO的物質(zhì)的量，然后求出其體積，最后求出甲醛的濃度．

解答： 解：【實(shí)驗(yàn)步驟】打開(kāi)a關(guān)閉b收集室內(nèi)空氣，然后關(guān)閉a打開(kāi)b將橡皮囊中的氣體壓縮到酸性高錳酸鉀溶液中，
故答案為：酸式滴定管（或移液管）  a、b，a、b；
【交流討論】
（1）從實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問(wèn)題分析，如：未把橡皮囊中氣體完全壓出、壓送氣體速度過(guò)快、裝置氣密性較差、導(dǎo)氣管伸入KMnO₄溶液中太淺、同一地點(diǎn)取樣次數(shù)太多等，
故答案為：注射器壓送氣體速度過(guò)快、裝置氣密性較差；導(dǎo)氣管伸入KMnO₄溶液中太淺、同一地點(diǎn)取樣次數(shù)太多；
（2）①將插入KMnO₄溶液的管子下端改成具有多孔的球泡，反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)越充分，則測(cè)量越準(zhǔn)確，有利于提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度．
故答案為：可增大氣體與溶液的接觸面積，使空氣中的HCHO被充分吸收；
②通過(guò)測(cè)定洗氣瓶中KMnO₄的剩余量，可以得到參加反應(yīng)的高錳酸鉀的量，根據(jù)反應(yīng)可以計(jì)算甲醛的量，這樣可大大減少抽氣的次數(shù)，也可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，故答案為：是�?br />（3）抽氣500次，則會(huì)抽到空氣體積是100mL×500=50000mL=50L，根據(jù)反應(yīng)，設(shè)：抽得的氣體中含有甲醛的物質(zhì)的量是n，則     
                4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺═4Mn²⁺+5CO₂+11H₂O，
                  4        5
0.005L×1.00×10^-3mol?L^-1     n
解得n=

5×0.005L×1.00×10-3mol/L

4

=6.25×10^-6mol，質(zhì)量是6.25×10^-6mol×30g/mol=1.875×
10^-4g，該居室內(nèi)空氣中甲醛的濃度為

1.875×10-4×103mg

50L

=3.75×10^-3mg/L，該居室內(nèi)空氣中甲醛含量超過(guò)我國(guó)規(guī)定，故答案為：3.75×10^-3mg/L；是．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了甲醛的性質(zhì)、含量的測(cè)定原理等知識(shí)，難度大，知識(shí)點(diǎn)較多．