Question

1．各地電視臺的天氣預(yù)報(bào)中都要預(yù)報(bào)城市的空氣質(zhì)量．預(yù)報(bào)中一般將城市空氣中的SO₂含量和可吸入顆粒物的含量（可用g/cm³表示）分為8個等級．目前，測定空氣中的SO₂含量時主要用氧化還原法．已知：SO₂氣體與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)時，MnO₄^-被還原為Mn²⁺，SO₂被氧化為SO₄^2-．現(xiàn)有藥品：0.1mol/L的酸性KMnO₄溶液顆粒吸附劑、品紅試紙、PH試紙．完成下列各題：
（1）配制200mL0.1mol/L的酸性KMnO₄溶液需要用的儀器有：250ml容量瓶、托盤天平、玻璃棒、膠頭滴管、燒杯等．玻璃棒的作用是引流和攪拌．
（2）測定SO₂和可吸入顆粒物的含量時，首先測定的是可吸入顆粒物．
（3）寫出SO₂氣體與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)的離子方程式5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺．
若氣體的流速為a cm³/min，當(dāng)t min時，200mL0.1mol/LKMnO₄溶液恰好褪色，則空氣中SO₂的含量為$\frac{3.2}{at}$g/cm³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)配制200mL0.1mol/L的酸性KMnO₄溶液的步驟判斷需要儀器；根據(jù)玻璃棒在配制過程中的作用解答；
（2）根據(jù)空氣中的固體塵粒容易被溶液吸收進(jìn)行判斷；
（3）二氧化硫具有還原性，容易被酸性高錳酸鉀溶液氧化成硫酸根離子，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；根據(jù)反應(yīng)方程式及空氣流速、高錳酸鉀溶液濃度計(jì)算出空氣中二氧化硫的含量；

解答 解：（1）配制200mL0.1mol•L^-1酸性KMnO₄溶液，由于實(shí)驗(yàn)室沒有200mL容量瓶，應(yīng)用250mL容量瓶配制，需用托盤天平稱量高錳酸鉀固體，在燒杯中加水溶解并用玻璃棒攪拌，冷卻后用玻璃棒轉(zhuǎn)移至容量瓶中，玻璃棒的作用是引流，加水至溶液離刻度線1～2cm時改用膠頭滴管滴加至刻度線，還缺少的儀器為：托盤天平、250mL容量瓶；玻璃棒在溶解高錳酸鉀溶液固體時起到攪拌、加速溶解的作用，在轉(zhuǎn)移溶液時用玻璃棒引流，
故答案為：250mL容量瓶；托盤天平；攪拌；
（2）在測定SO₂和可吸入顆粒時，由于空氣中的固體塵粒容易被其它溶液吸收，所以首先應(yīng)測定可吸入顆粒，
故答案為：可吸入顆粒；
（3）SO₂具有還原性，高錳酸鉀具有氧化性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成SO₄^2-和Mn²⁺離子，反應(yīng)的離子方程式為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；
高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.2L×0.1moL/L=0.02moL，當(dāng)t min時，通過空氣的體積為：at mL，
根據(jù)反應(yīng)方程式5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺可知，at ml空氣中含有SO₂的物質(zhì)的量為 $\frac{5}{2}$×0.02mol=0.05mol，
二氧化硫的質(zhì)量為：0.05mol×64g/moL=3.2g，
所以空氣中SO₂的含量為：$\frac{3.2}{at}$g/cm³，
故答案為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；$\frac{3.2}{at}$；

點(diǎn)評 本題考查了探究空氣中二氧化碳含量的方法、配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，題目難度中等，注意掌握探究物質(zhì)組成或測量物質(zhì)含量的方法，明確配制一定濃度的溶液方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．