Question

【題目】為測定某地空氣中SO2和可吸入顆粒的含量，某同學設計了如下圖所示的實驗裝置：

注：氣體流速管是用來測量單位時間內通過氣體體積的裝置

（1）上述實驗測定原理為_________________________________ (用化學方程式表示)。

（2）應用上述裝置測定空氣中SO2和可吸入顆粒的含量，除需測定氣體流速(單位:mL·s-1)外，還需要測定碘溶液藍色褪去所需的時間和___________________________。

（3）己知：碘單質微溶于水，KI可以增大碘在水中溶解度。為精確配制100 mL 5.0×10-4mol·L-1的碘溶液，先要配制1000 mL 1.0×10-2mol·L-1碘溶液，再取5.00 mL溶液稀釋成為5.0×10-4mol·L-1碘溶液。

①第一步：用托盤天平稱取___ g 碘單質加入燒杯中，同時加入少量碘化鉀固體，加適量水攪拌使之完全溶解。

②第二步：________________，洗滌、定容、搖勻。

③第三步：用第二步所得溶液配制5.0×10-4mol·L-1碘溶液，此步操作中，除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外還需要的玻璃儀器有________________________。

（4）空氣中SO2含量的測定：

①已知空氣中二氧化硫的最大允許排放濃度不得超過0.02mg·L-1，在指定的地點取樣，以200mL·s-1氣體流速通過氣體流速管通入到上圖實驗裝置中，觀察記錄碘溶液褪色所需時間為500s，則該地空氣中的SO2含量是________ mg·L-1，____________(填“符合”、“不符合”)排放標準。

②如果甲同學用該方法測量空氣中SO2的含量時，所測得的數值比實際含量低，其原因可能是________________________________(假設溶液配制、稱量或量取及各種讀數均無錯誤。寫出一種可能原因即可)

Answer 1

【答案】 SO2+I2+2H2O = H2SO4+2HI 裝置A在反應前后的質量 2.5 將第一步所得溶液全部轉入1000 mL容量瓶中 酸式滴定管(或移液管)，100mL 容量瓶 0.016 符合 氣體流速過快，吸收不完全（或未充分反應）；裝置氣密性較差

【解析】分析：該實驗的目的是測定某地空氣中SO2和可吸入顆粒的含量，通過氣體流速管可測出實驗過程中通過的空氣體積，通過測量裝置A在實驗前后的增重量可求出可吸入顆粒的含量，通過測量裝置B中一定量的淀粉碘溶液的褪色時間可求出SO2的含量；第3問要掌握一定物質的量濃度溶液的配制操作和儀器的使用；第4問通過反應方程式計算出空氣中SO2的含量是否達到排放標準以及產生誤差的原因。

詳解：(1)上述實驗測定中的主要反應原理為SO2+I2+2H2O = H2SO4+2HI。

(2)還需要測量裝置A在反應前后的質量，即可求得可吸入顆粒的含量。

(3) ①由題目敘述要先配制1000 mL 1.0×10-2mol·L-1碘溶液，所以需要用托盤天平稱量單質碘的質量為=1L×1.0×10-2mol·L-1×254g/mol=2.5g，放在燒杯中再加少量碘化鉀固體，加適量水攪拌使之完全溶解；②冷卻后全部轉入1000 mL容量瓶中，洗滌、定容、搖勻；③用酸式滴定管(或移液管)取所配碘溶液5.00 mL于小燒杯中，加水稀釋后全部轉移到100 mL容量瓶中，再經過洗滌、定容、搖勻即得100 mL 5.0×10-4mol·L-1的碘溶液，此步操作中，除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外還需要的玻璃儀器有：酸式滴定管(或移液管)和100 mL容量瓶。

(4) ①已知氣體流速為200mL·s-1，通過的時間為500s，所以空氣的體積為100L，又n(I2)= 0.05L×5.0×10-4mol·L-1=2.5×10-5mol，由反應方程式可得n(SO2)= 2.5×10-5mol，所以該地空氣中的SO2含量為[2.5×10-5mol×64g/mol×1000mg/g]/100L=0.016mg/L<0.02mg·L-1，所以符合排放標準；②如果實驗測得的數值比實際含量低，可能的原因為氣體流速過快，SO2沒有完全被吸收、或SO2與I2沒有完全反應、或者裝置氣密性不好。