Question

5．空氣污染監(jiān)測儀是根據(jù)二氧化硫與溴水的定量反應來測定空氣中的二氧化硫含量的．
SO₂+Br₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄
上述反應的溴來自一個裝有酸性（H₂SO₄）溶液的電解槽陽極上的氧化反應．電解槽的陽極室與陰極室是隔開的．當測定某地區(qū)空氣中SO₂含量時，空氣（已除塵）以1.5×10^-4m³min^-1的流速進入電解槽的陽極室，電流計顯示電子通過的速率是8.56×10^-11mols^-1，此條件下能保持溴濃度恒定并恰好與SO₂完全反應（空氣中不含能與溴反應的其他雜質）．寫出上述材料中監(jiān)測過程中發(fā)生的主要的化學反應方程式及該地區(qū)空氣中SO₂的含量（gm^-3）．

Answer 1

分析 電解溴化鉀溶液生成氫氧化鉀和氫氣、溴單質；溴單質與二氧化硫、水反應生成硫酸和氫溴酸；
依據(jù)原子個數(shù)守恒結合原子個數(shù)守恒計算生成溴單質的物質的量，依據(jù)SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr計算二氧化硫的物質的量，據(jù)此解答．

解答 解：電解溴化鉀溶液生成氫氧化鉀和氫氣、溴單質，化學方程式：2KBr+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Br₂；溴單質與二氧化硫、水反應生成硫酸和氫溴酸，化學方程式：SO₂+Br₂+2H₂O═H₂SO₄+2HBr；
設每分鐘電解KBr溶液生成Br₂的物質的量為x，
則：2Br-Br₂        電子轉移
   1 mol            2 mol
   x               8.56×10^-11×60 mol
解得：x=2.568×10^-9mol，
根據(jù)SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr可知SO₂的物質的量為2.568×10^-9mol，
所以空氣中SO₂的含量為：$\frac{2.568×1{0}^{-9}×64}{1.5×1{0}^{-4}}$g•m^-3=1.1×10 ^-3gm^-3，
答：主要的化學反應方程式為2KBr+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Br₂、SO₂+Br₂+2H₂O═H₂SO₄+2HBr；該地區(qū)空氣中SO₂的含量為1.1×10 ^-3gm^-3．

點評 本題考查了化學方程式的書寫與計算，題目難度中等，明確實驗目的及實驗原理為解答關鍵，注意熟練掌握化學方程式的書寫原則，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．