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：如下图所示，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。当洗气瓶C中溶液蓝色消失时，立即关闭活塞A。

（1）洗气瓶C中发生反应的化学方程式为：_______________；

（2）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：___________________；

（3）洗气瓶C溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，测得的SO₂含量将_________（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）；

（4）下列试剂中，可以用来替代洗气瓶C中溶液的是_________。（选填字母编号）

a.NaOH溶液          b.品红溶液         

c.酸性高锰酸钾溶液         d.Na₂CO₃溶液

乙方案：实验步骤如以下流程图所示：

（5）写出步骤②中反应的离子方程式；_________________________

（6）通过的尾气体积为VL（已换算成标准状况）时，该尾气中二氧化硫含量（体积分数）为________________（用含V、m的代数式表示）

Answer

SO2＋I2＋2H2O=H2SO4＋2HI 增大SO2和碘水的接触面积 偏低； c Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO42－=BaSO4↓＋2H2O

【解析】本题考查实验方案设计与评价，（1）I2的氧化性强于SO2，洗气瓶中发生的化学反应方程式为SO2＋I2＋2H2O=H2SO4＋2HI；（2）增加SO2与I2的接触面积，使之充分被吸收；（3）没有及时关闭活塞A，造成尾气体积增大，即总体积增大，而蓝色溶液消失，说明I2恰好完全反应，即所测的SO2的含量将偏低；（4）I2的淀粉溶液显蓝色，当蓝色恰好消失，说明反应完全进行，因此能够代替洗气瓶C中溶液，必须有明显现象，a、NaOH与SO2反应没有明显现象，因此不能用NaOH代替，故a错误；b、SO2虽然能使品红溶液褪色，但品红溶液只是验证SO2的存在，不能吸收SO2，无法计算SO2的含量，故b错误；c、酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能把SO2氧化成SO42－，且紫红色褪去，因此可以用高锰酸钾溶液代替，故c正确；d、SO2与Na2CO3产生CO2，根据此装置无法计算SO2的含量，故d错误；（5）反应①发生的离子反应是H2O2＋SO2=2H＋＋SO42－，加入过量Ba(OH)2溶液，则反应②的离子反应方程式为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO42－=BaSO4↓＋2H2O；（6）根据过程最后得到固体为BaSO4，根据硫酸守恒，n(SO2)=n(BaSO4)=m/233mol，则SO2含量为22.4m/233V。