Question

工业上测量SO₂、N₂、O₂混合气体中SO₂含量的装置如右图。反应管中装有碘的淀粉溶液。SO₂和I₂发生的反应为(N₂、O₂不与I₂反应)：SO₂+I₂ +2H₂O==H₂SO₄+2HI

(1)混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体积等于__________的体积(填分子式)。

(2)反应管内的溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，则测得的SO₂含量_____(填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)。

(3)反应管内的碘的淀粉溶液也可以用_______________代替(填写物质名称)。

(4)若碘溶液体积为VmL，浓度为cmol·L。N₂与O₂的体积为VmL(已折算为标准状况下的体积)。用c、V、V表示SO₂的体积百分含量为：_________________。

(5)将上述装置改为简易实验装置，除导管外，还需选的仪器为________(选下列仪器编号)。

a．烧杯  b．试管  c．广口瓶  d．容量瓶   e．量筒  f．单孔塞  g．双孔塞

Answer

N2、O2 偏低 酸性高锰酸钾溶液或溴水 V(SO2)％=×100％ b、c、e、g或b、e、g或c、e、g

【解析】（1）混合气体进入反应管中，其中SO2与I2发生反应：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI不产生气体，剩余的气体仅有N2和O2，量气管内增加的水的体积等于N2和O2的总体积；
（2）根据反应：SO2+I2+2H2O═H2SO4+2HI可求出吸收的SO2的体积：V（SO2）=Vm×n（I2），SO2的体积百分含量φ（SO2）=式中V（SO2）的量是由n（I2）的物质的量决定的，而“没有及时停止通气”就会使得V（混合气体）增大，则φ（SO2）偏低；
（3）反应管内的碘的淀粉溶液可以用能吸收SO2的有色溶液代替，中学常见且可用的是溴水（或溴的四氯化碳溶液）或高锰酸钾酸性溶液，因为紫红色高锰酸钾的溶液通入二氧化硫时会发生5SO2+2H2O+KMnO4═K2SO4+2H2SO4+2MnSO4（无色溶液）的反应，溶液现象由紫红色变成无色，溴水（或溴的四氯化碳溶液）发生SO2+Br2+2H2O═H2SO4+2HBr，变成无色，所以也可采用高锰酸钾溶液代替碘的淀粉溶液完成该实验；
（4）由所给反应知SO2气体的物质的量等于碘的物质的量Va×10-3L×c mol•L-1=Vac×10-3mol，其体积为V（SO2）=Vac×10-3mol×22400 mL•mol-1=22.4Va•c mL，所以SO2的体积百分含量为：22.4Va•cmL÷[22.4c Va mL+Vb mL）]×100%=×100%，即SO2的百分含量为×100％；
（5）将上述装置改为简易实验装置，除导管外，还需选用的仪器试管、广口瓶、量筒、双孔塞，或是试管、量筒、双孔塞，故答案为bceg或beg。

点睛：明确SO2的性质是解题关键，二氧化硫为酸性氧化物，能与碱性氧化物、碱发生反应；二氧化硫能漂白某些有色物质，如使品红溶液褪色（化合生成不稳定的化合物加热后又恢复为原来的红色；二氧化硫中硫为+4价，属于中间价态，有氧化性又有还原性，以还原性为主，如二氧化硫能使氯水、溴水、KMnO4溶液褪色，体现了二氧化硫的强还原性而不是漂白性。