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(shí)驗(yàn)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
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______（填寫實(shí)驗(yàn)操作方法），將會看到______（填寫實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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______色變?yōu)開_____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(shí)驗(yàn)裝置和溶液A，在同一地點(diǎn)、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	______	______

（4）通過測定并計算，你判斷出所測地點(diǎn)的空氣中S0₂的含量屬于______標(biāo)準(zhǔn)（填表3中所列舉的等級），你認(rèn)為______小組（填“第一”或“第二”）小組的測定結(jié)果更接近實(shí)際值，原因是______．

Answer 1

【答案】分析：弄清裝置氣密性的檢驗(yàn)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(yàn)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(shí)驗(yàn)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%

X=0.000032g=0.032mg
第一組：=0.53mg/m³
第二組：=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(shí)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(diǎn)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．