2012年冬天,我国城市空气污染状况受到人们的强烈关注。在空气质量报告中,SO2的指数是衡量空气质量好坏的重要指标。为了测定空气中的SO2含量,有三位同学分别采

2012年冬天,我国城市空气污染状况受到人们的强烈关注。在空气质量报告中,SO2的指数是衡量空气质量好坏的重要指标。为了测定空气中的SO2含量,有三位同学分别采

题型:不详难度:来源:
2012年冬天,我国城市空气污染状况受到人们的强烈关注。在空气质量报告中,SO2的指数是衡量空气质量好坏的重要指标。为了测定空气中的SO2含量,有三位同学分别采用了以下测定方法。
I.氧化还原法:甲同学拟采用下图所示的装置进行实验:

(1)该实验需要80mL5×10-4mol/L的碘溶液,甲同学应称量I2    g(精确到0.001),选择_______mL的容量瓶进行配制。该实验所涉及的氧化还原反应原理为       (用化学方程式表示),该实验原理是利用了SO2     性。
(2)在甲同学所配碘溶液浓度准确,并且量取药品及实验过程中各种读数均无错误的情况下,利用上述装置所测定的SO2含量仍然比实际含量低,请分析其中可能的原因            .
Ⅱ.重量法:乙同学拟用右图所示简易装置进行实验。实验操作如下:按图安装好仪器,在广口瓶中盛放足量的H2O2水溶液,用规格为20mL的针筒抽气100次,使空气中的SO2被H2O2水溶液充分吸收(SO2+H2O2=H2SO4)。在吸收后的水溶液中加入足量的BaCl2溶液,生成白色沉淀,经过滤、洗涤、干燥等步骤后进行称量,得白色固体0.182mg。
(3)取样处空气中SO2含量为      mg/L(精确到0.001)。
(4)已知,常温下BaSO3的KSP为5.48×10-7饱和亚硫酸溶液中c(SO2-3)=6.3×10-8mol/L。有同学认为以上实验不必用H­2O2吸收SO2,直接用0.1mol/L BaCl2溶液来吸收SO2即可产生沉淀,请用以上数据分析这样做是否可行                          .
III.仪器法:丙同学直接使用一种SO2浓度智能监测仪测定空气中的SO2含量,这种监测仪是利用电化学原理,根据电池产生电流的强度来准确测量SO2浓度的。该电池总的化学反应原理为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4
(5)请写出该电池负极的电极反应式                               
答案
(12分)(1)0.013g(1分);100(1分) SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI(1分);还原性(1分)
(2)①装置气密性差 ②抽气速度过快 ③SO2易溶于水而装置中的棉花团不干燥 ④部分SO2溶于水后与水中溶解的少量O2反应生成硫酸而损失(其他合理答案亦可)(2分) (3)0.025(2分)
(4)因溶液中c(Ba2)=0.1mol/L,c(SO32)≤6.3×10-8mol/L,其离子积c(Ba2)×c(SO32)≤6.3×10-9<Ksp(BaSO3)=5.48×10-7,所以直接用0.1mol/LBaCl2溶液来吸收SO2不能产生BaSO4沉淀(2分)
(5)SO2+2H2O-2e=2SO42+4H(2分)
解析

试题分析:(1)由于实验室没有80ml容量瓶,所以需要配制100ml5×10-4mol/L的碘溶液,需要单质碘的质量是0.1L×5×10-4mol/L×254g/mol=0.013g。SO2具有还原性,单质碘具有氧化性,所以二者能发生氧化还原反应,反应的化学方程式是SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI。
(2)所测定的SO2含量仍然比实际含量低,这说明通入的SO2没有完全被碘溶液吸收,因此可能的原因有①装置气密性差;②抽气速度过快;③SO2易溶于水而装置中的棉花团不干燥;④部分SO2溶于水后与水中溶解的少量O2反应生成硫酸而损失(其他合理答案亦可)。
(3)0.182mg白色沉淀是硫酸钡,则根据S原子时候可知,SO2的质量是×64=0.050mg,所以取样处空气中SO2含量为=0.025 mg/L.
(4)由于溶液中c(Ba2)=0.1mol/L,c(SO32)≤6.3×10-8mol/L,其离子积c(Ba2)×c(SO32)≤6.3×10-9<Ksp(BaSO3)=5.48×10-7,所以直接用0.1mol/LBaCl2溶液来吸收SO2不能产生BaSO4沉淀。
(5)因为原电池中负极失去电子,发生氧化反应。所以根据总的反应式可知,负极是SO2失去电子,被氧化生成硫酸,负极电极反应式是SO2+2H2O-2e=2SO42+4H
举一反三
某学习小组在实验室模拟侯氏制碱法制备纯碱,其实验流程如下:

请回答下列问题:
(1)食盐溶液中含SO42等杂质,不能用于除去SO42的试剂是_________(填序号)。
a. Ba(OH)2     b.Ba(NO3)2      c. BaCl2       d. Na2CO3
(2)实验制备碳酸氢钠用到下列装置:

①实验装置中各接口的连接是d接____,e接_____,c接f。实验过程中先通入氨气的原因_____________。
②析出晶体后的溶液中含有大量的NH4,检验NH4的方法是__________________。
③瓶g内的溶液是___________________________________________。
(3)由碳酸氢钠制备纯碱的过程中用到的主要仪器除酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外,还有__________。
(4)用图电解饱和NaC1溶液的方法来制取NaOH、C12和H2

①反应中生成的C12从_______(填“A”或“B”)放出,检验C12所用试剂(用品)______________________。
②经过长时间电解后,向电解液中滴加酚酞试液,发现溶液并未变红色,试分析可能的原因__________。
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电石的主要成分为CaC2,易与水反应生成C2H2,故C2H2俗称电石气。某同学设计如下方案测定电石中CaC2的纯度(杂质不参加反应)。

实验原理:CaC2 +2H2O==Ca(OH)2+C2H2
通过测定生成的气体的体积(标准状况),可确定样品中CaC2的含量。
实验步骤:
①称取样品1.2g;
②把1.2g样品放入气密性良好的气体发生装置,如图所示;
③向样品中滴入水,至不再产生气泡,用量筒排水集气,量筒内液面在360mL处恰与水槽内液面相平;
④作为反应器的烧瓶中有24mL液体。
请回答下列问题:
(1)上述实验所用的玻璃仪器有导管、水槽、                             
(2)若实验前有1000mL、500 mL、250 mL的量筒备用,则应选用           mL的量筒。
(3)生成气体体积是           mL,为保证生成气体体积的准确性,读取量筒刻度时应注意的问题是    。
(4)若将C2H2通入KMnO4溶液中,KMnO4溶液的紫红色会变浅,反应的化学方程式为□KMnO4+□C2H2+□H2SO4——□K2SO4+□MnSO4+□CO2+□     。若该实验生成的C2H2完全被KMnO4溶液氧化,至少需0.1 mol·L-1的KMnO4溶液           mL。
(5)通过以上数据计算,可得样品中CaC2的纯度为  。
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过氧化镁(MgO2)易溶于稀酸,溶于酸后产生过氧化氢,在医学上可作为解酸剂等。过氧化镁产品中常会混有少量MgO,实验室可通过多种方案测定样品中过氧化镁的含量。

(1)某研究小组拟用右图装置测定一定质量的样品中过氧化镁的含量。
①实验前需进行的操作是            .稀盐酸中加入少量FeCl3溶液的作用是             。
②用恒压分液漏斗的优点有:使分液漏斗中的溶液顺利滴下;                     。
③实验终了时,待恢复至室温,先             ,再平视刻度线读数。
(2)实验室还可通过下列两种方案测定样品中过氧化镁的含量:
方案I:取a g样品,加入足量稀盐酸,充分反应后再加入 NaOH溶液至Mg2沉淀完全,过滤、洗涤后,将滤渣充分灼烧,最终得到b g固体。 
方案Ⅱ:称取0.1 g样品置于碘量瓶中,加入15 mL0.6 mol/LKI溶液和足量盐酸,摇匀后在暗处静置5 min,然后用0.1 mol/L Na2S2O3溶液滴定,滴定到终点时共消耗VmL Na2S2O3溶液。(已知:I2+2Na2S2O3= Na2S4O6+2NaI)
①已知常温下Ksp[Mg(OH)2]=l×10-11。为使方案I中Mg2+完全沉淀[即溶液中c(Mg2+)≤l ×10-5mol/L],溶液的pH至少应调至          。方案I中过氧化镁的质量分数为       (用含a、b的表达式表示)。
②方案Ⅱ中滴定前需加入少量          作指示剂;样品中过氧化镁的质量分数为            (用含V的表达式表示)。
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保护环境是全球关注的问题。
Ⅰ.某环保部门处理含CN电镀废水的方法如图(CN的CNO中的N的化合价均为-3价):

某学习小组依据上述方法,用下图实验装置进行该电镀废水处理的研究。

操作步骤:
i.先关闭装置甲的开关,再将含CN废水与过量NaClO溶液混合,取200mL混合液(其中c(CN)为0.200mol·L-1)加到装置甲中,塞上橡皮塞。
ii.装置甲中,充分反应后,打开橡皮塞和开关,使溶液全部流入装置乙中,关闭开关。
iii.测定干燥管I增加的质量。
(1)写出装置乙中反应的离子方程式:                        
(2)装置丙中的试剂是         ,装置丁的作用是                 
(3)假定上述实验中的气体都被充分吸收。若干燥管I增重1.408g。则CN被处理的百分率为          
(4)你认为用此装置进行实验,与(3)对比,CN被处理的百分率将         (填“偏高”、“偏低”、“无法确定”或“无影响”)。简述你的理由:                
Ⅱ.防治空气污染,燃煤脱硫很重要。目前,科学家对Fe3+溶液脱硫技术的研究已取得新成果。
(5)科学研究表明,脱硫率与Fe3+浓度、pH关系如图1、2。

为达到最佳脱硫效果,应采取的适合[Fe3+]及pH分别是                
(6)某学习小组为了探究“SO2与Fe3+反应的产物”,将过量的SO2通入FeCl3溶液后,各取10mL反应液分别加到编号为A、B、C的试管中,并设计后续实验的3个方案:
方案①:A中加入少量KMnO4溶液,紫红色褪去。
方案②:B中加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红。
方案③:C中加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀。
上述实验方案中不合理的是          
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氧化铜是一种黑色粉末,其制品除在烟花中使用外还可作玻璃和瓷器着色剂、油类的脱硫剂、有机合成的催化剂。为获得纯净的氧化铜以探究其性质,某化学兴趣小组利用废旧印刷电路板获得氧化铜,实现资源回收再利用,减少污染。
(1)获得硫酸铜
该小组同学利用H2O2和H2SO4混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜,从而获得硫酸铜。
写出该反应的化学方程式          
(2)制备氧化铜

①步骤I的目的是除去可溶性杂质;
②步骤II的目的是得到CuSO4·5H2O固体。该步骤操作是          、过滤、水浴加热烘干。水浴加热的特点是        
(3)探究氧化铜是否能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较。用如图装置进行实验,实验时均以收集25mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略,相关数据见下表:

回答下列问题:
①上述实验中的“待测数据”指       
②若要证明实验II中干燥管内收集的气体是O2,可待气体收集结束后,用弹簧夹夹住B中乳胶管,拔去干燥管上单孔橡皮塞,                      
③为探究CuO在实验III中是否起催化作用,需补做如下实验(无需写出具体操作):
a.CuO的化学性质有没有改变;b      。.
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