Question

二氧化硫是大氣污染物之一，為粗略地測定周圍環(huán)境中的SO₂含量，某學(xué)生課外活動小組設(shè)計了如圖的實驗裝置．
表1  我國環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中對每次空氣質(zhì)量測定中的S0₂最高濃度限值

S02最高濃度限值（單位mg?m-3）
一級標(biāo)準(zhǔn)	二級標(biāo)準(zhǔn)	三級標(biāo)準(zhǔn)
0.15	0.50	0.70

（1）檢查裝置的氣密性時，先在試管中裝入適量的水（保證玻璃導(dǎo)管的下端浸沒在水中），然后

向外輕輕拉動注射器的活塞

（填寫實驗操作方法），將會看到

浸沒在水中的玻璃導(dǎo)管口有氣泡冒出

（填寫實驗現(xiàn)象），則證明該裝置的氣密性良好．
（2）已知二氧化硫與碘水的反應(yīng)為：SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI．向試管中加入1.0mL溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.27×10^-4的碘水（此時溶液的密度與水的密度近似），用適量的蒸餾水稀釋后再加入2-3滴淀粉溶液，配制成溶液A．測定指定地點的空氣中SO₂的含量時，推拉注射器的活塞反復(fù)抽氣，A溶液由

藍(lán)

色變?yōu)?!--BA-->

無

色時反應(yīng)恰好完全進(jìn)行．
（3）課外活動小組分成第一小組和第二小組，使用相同的實驗裝置和溶液A，在同一地點、同時測量空氣中的S0₂含量（兩個小組所用時間相同、所用裝置和藥品均無問題）．當(dāng)反應(yīng)恰好完全進(jìn)行，記錄抽氣次數(shù)如下（假設(shè)每次抽氣500mL）．請將表填寫完整（計算時保留二位有效數(shù)字）．
表2  不同組別的測量值：

分組	第一小組	第二小組
抽氣次數(shù)	120	140
空氣中S02的含量（單位：mg?m-3）	0.53	0.46

（4）通過測定并計算，你判斷出所測地點的空氣中S0₂的含量屬于

三級

標(biāo)準(zhǔn)（填表3中所列舉的等級），你認(rèn)為

第一

小組（填“第一”或“第二”）小組的測定結(jié)果更接近實際值，原因是

第二小組的抽氣速度過快，造成空氣中SO₂與碘未充分反應(yīng)，產(chǎn)生較大誤差

．

Answer 1

分析：弄清裝置氣密性的檢驗必須要保證裝置能形成一個密閉的體系和引起密閉體系內(nèi)的壓強(qiáng)的變化，由于當(dāng)注射器推活塞時，①關(guān)閉，②打開；當(dāng)注射器拉活塞時，①打開，②關(guān)閉，因此檢查該裝置的氣密性時，為使形成一個密閉的空間，應(yīng)拉注射器的活塞，使裝置內(nèi)的壓強(qiáng)減小，從而在浸沒在水中的玻璃導(dǎo)管口會看到有氣泡冒出．由于SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，當(dāng)單質(zhì)碘恰好完全反應(yīng)時，淀粉遇碘變成的藍(lán)色就會消失，從而根據(jù)參加反應(yīng)的碘的質(zhì)量即可求出二氧化硫的質(zhì)量，從而確定此地空氣中二氧化硫的含量．

解答：解：（1）若要檢驗該裝置的氣密性，首先理解單向閥的作用：單向閥原理說明：當(dāng)注射器推活塞時，①關(guān)閉，②打開；當(dāng)注射器拉活塞時，①打開，②關(guān)閉．因此應(yīng)該外拉注射器的活塞，導(dǎo)致試管內(nèi)壓強(qiáng)減小，若看到浸沒在水中的玻璃管口處有氣泡冒出，說明氣密性良好．故答案為：向外輕輕拉動注射器的活塞，浸沒在水中的玻璃導(dǎo)管口有氣泡冒出
（2）從提供的化學(xué)方程式不難看出，當(dāng)反應(yīng)物恰好完全反應(yīng)時，溶液中不再有單質(zhì)碘，溶液的藍(lán)色就會消失．故答案為：藍(lán)，無色
（3）由于所取得碘水是一樣的，因此兩組實驗中參與反應(yīng)的二氧化硫的質(zhì)量一樣多，為了使二氧化硫氣體完全被吸收，因此抽拉氣體時要緩緩地進(jìn)行．根據(jù)化學(xué)方程式計算，設(shè)參與反應(yīng)的二氧化硫的質(zhì)量為X．
SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI
64      254
X      1g×0.0127%

64

x

=

254

1g×0.0127%

X=0.000032g=0.032mg
第一組：

0.032mg

500×120×10-6m3

=0.53mg/m³
第二組：

0.032mg

500×140×10-6m3

=0.46mg/m³
第一組：0.53mg/m3；第二組：0.46mg/m³．
（4）由于第二組抽氣速率過快，造成空氣中SO₂與碘水未充分反應(yīng)，產(chǎn)生較大誤差，所以第一組更實際符合．
②三級，第一，抽氣速率過快，造成空氣中SO₂與碘水未充分反應(yīng)，產(chǎn)生較大誤差．
故答案為：
（1）向外輕輕拉動注射器的活塞；浸沒在水中的玻璃導(dǎo)管口有氣泡冒出；
（2）藍(lán)；無；
（3）（第一小組）0.53；（第二小組）0.46；
（4）三級；第一；第二小組的抽氣速度過快，造成空氣中SO₂與碘未充分反應(yīng)，產(chǎn)生較大誤差．

點評：主要對空氣中二氧化硫的含量進(jìn)行了探究，該題有一定的深度，難度較大，主要培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力．