Question

工業(yè)上測量二氧化硫、氮氣、氧氣混合氣體中二氧化硫含量的裝置如下圖所示，反應(yīng)管中裝有碘的淀粉溶液。二氧化硫和碘發(fā)生的反應(yīng)為（氮氣、氧氣不與碘反應(yīng)）：

    SO₂+I₂+2H₂O==H₂SO₄+2HI

    （1）混合氣體進入反應(yīng)管后，量氣管內(nèi)增加的水的體積等于________（填寫化學(xué)式）的體積。

    （2）反應(yīng)管內(nèi)溶液藍色消失后，沒有及時停止通氣，則測得的二氧化硫含量________（填“偏高”“偏低”或“不受影響”）。

    （3）反應(yīng)管內(nèi)的碘的淀粉溶液也可以用________（填寫物質(zhì)名稱）代替。

    （4）若碘溶液體積為V_a mL，濃度為c mol·L^－1，N₂與O₂的體積為V_b mL（已折算為標(biāo)準狀況下的體積）。用c、V_a、V_b表示二氧化硫的體積分數(shù)為________。

    （5）將上述裝置改為簡易實驗裝置，除導(dǎo)管外，還需選用的儀器為________（填下列儀器的編號）。

    a．燒杯    b．試管    c．廣口瓶    d．容量瓶    e．量筒    f．單孔塞    g．雙孔塞

Answer 1

（1）N₂、O₂    （2）偏低    （3）酸性高錳酸鉀溶液

    （4）    （5）b、c、e、g或b、e、g或c、e、g（答案不唯一）

 [解析]（1）混合氣體進入反應(yīng)管中，其中SO₂與I₂發(fā)生反應(yīng)：SO₂+I₂+2H₂O==H₂SO₄+2HI，不產(chǎn)生氣體，剩余的氣體僅有N₂和O₂，量氣管內(nèi)增加的水的體積等于N₂和O₂的總體積。

    （2）反應(yīng)管內(nèi)溶液藍色消失時，SO₂與反應(yīng)管內(nèi)所含的I₂恰好反應(yīng)，若沒有及時停止通氣，則未反應(yīng)的SO₂氣體也排到量氣管，使N₂、O₂體積增加，測得SO₂的含量偏低。

    （3）碘的淀粉溶液的作用是當(dāng)其中的I₂完全被SO₂還原時，溶液的顏色由藍色變無色來指示終點的，其他可與SO₂氣體反應(yīng)的物質(zhì)。在達到終點有顏色改變的可代替碘的淀粉溶液，如酸性高錳酸鉀溶液等。

    （4）由所給反應(yīng)知SO₂氣體的物質(zhì)的量等于碘的物質(zhì)的量，即：

    V_a×10^{－3 L}×c mol·L^－1=cV_a×10^－3 mol，

    其體積為：V (SO₂)=cV_a×10^－3 mol×22.4 L·mol^－1=22.4cV_a mL。

    所以SO₂的體積分數(shù)為：

    。

    （5）由所給裝置可知反應(yīng)管起密閉容器的作用，因此可用試管、廣口瓶代替，而量取氣體體積的方法除用量氣管外，還可以由測量氣體所排出液體的體積確定，可用廣口瓶、雙孔塞、量筒代替量氣管，故改為簡易裝置所選儀器為b、c、e、g或b、e、g或c、e、g。