Question

1．春節(jié)期間，很多城市都會燃放煙花鞭炮增強節(jié)日氣氛，但煙花爆竹燃放直接導致空氣質量下降，會引起空氣中PM2.5濃度上升、SO₂和NO₂含量升高．某實驗小組同學欲探究SO₂的性質，并測定空氣中SO₂的含量．
（1）他們設計如下實驗裝置，探究SO₂的性質

①如何檢查裝置A的氣密性關閉分液漏斗活塞，用導管連接出口插入水槽中，用手捂住錐形瓶加熱，若出氣泡冒出，冷卻后有一段液柱，則證明氣密性良好．
②能說明二氧化硫具有氧化性的實驗現(xiàn)象為D中出現(xiàn)淺黃色沉淀或渾濁．
③裝置B用于檢驗SO₂的漂白性，其中所盛試劑為品紅溶液．
④裝置C中反應的離子方程式為I₂+SO₂+2H₂O=2I^-+4H⁺+2SO₄^2-．
（2）他們用如圖所示的裝置測定SO₂催化氧化為SO₃的轉化率．（已知SO₃熔點為16.8℃，假設氣體進入裝置時分別被完全吸收，且忽略空氣中CO₂的影響．）

①實驗時a中氧氣導管冒出的氣泡與二氧化硫導管冒出的氣泡速率相近，其目的是提高二氧化硫的轉化率．
②當停止通入SO₂，熄滅酒精燈后，需要繼續(xù)通一段時間的氧氣，其目的是排盡裝置中二氧化硫及三氧化硫，使三氧化硫在C中成分冷卻，二氧化硫被D充分吸收．
③實驗結束后，若裝置c增加的質量為m g，裝置d中產生白色沉淀的質量為n g，則此條件下二氧化硫的轉化率是[$\frac{m}{80}$÷（$\frac{m}{80}$+$\frac{n}{233}$）]×100%（用含字母的代數(shù)式表示，不用化簡）．
（3）他們擬用以下裝置測定空氣中SO₂含量（假設空氣中無其他還原性氣體）．

請你選用裝置a（填“a”或“b”）完成實驗，簡述實驗過程（操作、現(xiàn)象、數(shù)據等）當溶液剛褪色時，測定通入空氣的體積V．

Answer 1

分析 （1）①關閉分液漏斗活塞，用導管連接出口插入水槽中，利用氣體熱脹冷縮進行檢驗；
②碘具有強氧化性，可以驗證二氧化硫的還原性，二氧化硫與硫化氫反應生成S，反應中二氧化硫表現(xiàn)氧化③利用品紅溶液檢驗二氧化硫的漂白性；
④碘具有強氧化性，在溶液中將二氧化硫氧化為硫酸，自身還有得到HI；
（2）①氧氣的速率過快不利用二氧化硫轉化；
②c中得到三氧化硫，d中白色沉淀為硫酸鋇，根據硫元素守恒可得二氧化硫總質量，進而計算二氧化硫的轉化率，反應結束后裝置中殘留二氧化硫及三氧化硫，需要排盡裝置中二氧化硫及三氧化硫；
③根據②中測量原理進行計算；
（3）堿石灰可以吸收空氣中二氧化碳、水蒸氣，影響二氧化硫的含量測定，利用KMnO₄溶液測定，當溶液剛褪色時，測定通入空氣的體積V，根據高錳酸鉀計算二氧化硫的量，進而計算空氣中二氧化硫的含量．

解答 解：（1）①檢查裝置A的氣密性：關閉分液漏斗活塞，用導管連接出口插入水槽中，用手捂住錐形瓶加熱，若出氣泡冒出，冷卻后有一段液柱，則證明氣密性良好，
故答案為：關閉分液漏斗活塞，用導管連接出口插入水槽中，用手捂住錐形瓶加熱，若出氣泡冒出，冷卻后有一段液柱，則證明氣密性良好；
②碘具有強氧化性，可以驗證二氧化硫的還原性，二氧化硫與硫化氫反應生成S，反應中二氧化硫表現(xiàn)氧化性，D中出現(xiàn)淺黃色沉淀或渾濁，
故答案為：D中出現(xiàn)淺黃色沉淀或渾濁；
③B中盛放品紅溶液，檢驗二氧化硫的漂白性，
故答案為：品紅溶液；
④碘具有強氧化性，在溶液中將二氧化硫氧化為硫酸，自身還有得到HI，反應離子方程式為：I₂+SO₂+2H₂O=2I^-+4H⁺+2SO₄^2-，
故答案為：I₂+SO₂+2H₂O=2I^-+4H⁺+2SO₄^2-；
（2）①氧氣導管冒出的氣泡與二氧化硫導管冒出的氣泡速率相近，其目的是：提高二氧化硫的轉化率，
故答案為：提高二氧化硫的轉化率；
②c中得到三氧化硫，d中白色沉淀為硫酸鋇，根據硫元素守恒可得二氧化硫總質量，進而計算二氧化硫的轉化率，反應結束后裝置中殘留二氧化硫及三氧化硫，需要排盡裝置中二氧化硫及三氧化硫，
故答案為：排盡裝置中二氧化硫及三氧化硫，使三氧化硫在C中成分冷卻，二氧化硫被D充分吸收；
③生成三氧化硫為m g，生成硫酸鋇為n g，根據硫原子守恒，則轉化為二氧化硫為$\frac{m}{80}$mol，二氧化硫總物質的量為（$\frac{m}{80}$+$\frac{n}{233}$）mol，故二氧化硫的轉化率為：[$\frac{m}{80}$mol÷（$\frac{m}{80}$+$\frac{n}{233}$）mol]×100%=[$\frac{m}{80}$÷（$\frac{m}{80}$+$\frac{n}{233}$）]×100%，
故答案為：[$\frac{m}{80}$÷（$\frac{m}{80}$+$\frac{n}{233}$）]×100%；
根據②中測量原理進行計算；
（3）堿石灰可以吸收空氣中二氧化碳、水蒸氣，影響二氧化硫的含量測定，利用KMnO₄溶液測定，當溶液剛褪色時，測定通入空氣的體積V，根據高錳酸鉀計算二氧化硫的量，進而計算空氣中二氧化硫的含量，
故答案為：a；當溶液剛褪色時，測定通入空氣的體積V．

點評 本題考查物質性質探究實驗、物質含量測定等，側重考查學生對原理的理解，熟練掌握元素化合物性質，難度中等．