Question

硫酸工业尾气中二氧化硫含量超过0.05%（体积分数）时需经处理后才能排放。某校兴趣小组欲测定硫酸工业尾气中二氧化硫含量，采用以下方案：

甲方案：如图所示，图中气体流量计B用于准确测量通过尾气的体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定二氧化硫的含量。

（1）洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以提高实验准确度，其理由是：_________。

（2）洗气瓶C中的溶液可以酸性高锰酸钾溶液替代，请写出离子方程式：________。

（3）本实验的关键在于关闭气体流量计的时机，应当在什么时候关闭活塞A____________

乙方案：实验步骤如以下流程图所示：

（4）写出步骤①中反应的化学方程式_________。

（5）如何判断步骤②中沉淀是否完全的方法___________。

（6）经测定当通过的尾气体积为67.2L（已换算成标准状况）时，最终得到固体质量为4.66g，则该尾气中二氧化硫含量（体积分数）为__________（保留到0.01%）

丙方案：将乙中步骤①省略，直接将尾气通入过量Ba(OH)₂溶液，其余步骤与方案乙相同。

（7）你认为丙方案________（填是或否）合理，说明理由：___________

Answer

增大气体与溶液的接触面积，有利于二氧化硫与碘水充分反应 当洗气瓶C中溶液蓝色消失时 静置后，往上层清液加入Ba(OH)2，如未出现白色沉淀，则沉淀完全 0.67% 不合理 BaSO3被部分氧化为BaSO4

【解析】

(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以增大SO2与碘水的接触面积加快反应；

(2)二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，据此写离子方程式；

(3)碘水消耗完全时，蓝色消失，此时关闭活塞A；

(4)H2O2具有氧化性，会将SO2完全转化为SO42-；

(5)根据判断沉淀是否完全的方法作答；

(6)根据最后沉淀硫酸钡的质量计算尾气中二氧化硫的质量，进而计算尾气二氧化硫含量；

(7)将乙方案中步骤①省略，直接将尾气通入过量Ba(OH)2溶液，BaSO3被部分氧化为BaSO4，导致测定的亚硫酸钡的质量偏大，据此分析。

(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以增大SO2与碘水的接触面积，使SO2和碘水充分反应，故答案为：增大气体与溶液的接触面积，有利于二氧化硫与碘水充分反应；

(2)二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色，反应方程式为： ，故答案为：；

(3)通过洗气瓶C中溶液颜色进行判断，蓝色消失时，及时关闭活塞A，故答案为：当洗气瓶C中溶液蓝色消失时；

(4)H2O2具有氧化性，会将SO2完全转化为SO42-，方程式为：，故答案为：；

(5)判断沉淀是否完全的方法：静置后，往上层清液加入Ba(OH)2，如未出现白色沉淀，则沉淀完全，故答案为：静置后，往上层清液加入Ba(OH)2，如未出现白色沉淀，则沉淀完全；

(6)4.66g是硫酸钡的质量，硫酸钡的物质的量为n(BaSO4)=mol，根据硫元素守恒可知二氧化硫的体积为V(SO2)=mol×22.4L/mol=0.448L，故尾气中二氧化硫的体积分数是0.67%，故答案为：0.67%；

(7)将乙方案中步骤①省略，直接将尾气通入过量Ba(OH)2溶液，BaSO3被部分氧化为BaSO4，导致测定的亚硫酸钡的质量偏大，测定二氧化硫的体积偏大，体积分数偏大，故不合理，故答案为：不合理；BaSO3被部分氧化为BaSO4。