Question

工业上测量SO₂、N₂、O₂混合气体中SO₂含量的装置如图所示。反应管中装有碘的淀粉溶液。SO₂和I₂发生的反应(N₂、O₂不与I₂反应)为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________________(填气体的分子式)的体积。

(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________(填物质名称)代替。

(4)若碘溶液体积为V_a mL，浓度为c mol·L^－1。N₂与O₂的体积为V_b mL(已折算为标准状况下的体积)。用c、V_a、V_b表示SO₂的体积百分含量：____________________。

Answer

N2、O2 偏低 酸性高锰酸钾溶液或溴水 ×100%

【解析】

(1)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，再求SO2的体积百分含量φ(SO2)＝×100%，再进行判断；

(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；

(4)由所给反应知SO2气体的物质的量等于碘的物质的量，再求SO2的体积百分含量。

(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，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)＝×100%，式中V(SO2)的量是由n(I2)决定的，而“没有及时停止通气”就会使得V(混合气体)偏大，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酸性高锰酸钾溶液；

(4)由所给反应知SO2气体的物质的量等于碘的物质的量：Va×10－3 L×c mol·L－1＝Vac×10－3 mol，

则V(SO2)＝Vac×10－3 mol×22400 mL·mol－1＝22.4Vac mL，

所以SO2的体积百分含量为×100%。