Question

某化學小組在討論鑒別稀酸和濃硫酸的實驗時，設計了如下表格．請按照給出的甲方案的式樣，寫出另外三種不同的鑒別方法．

方案	操作	結論
甲	分別加入到盛水的試管中	放熱者為濃硫酸
乙
丙
丁

（1）甲、乙兩同學欲對上述整套裝置檢查氣密性：

甲同學是用手捂住試管（或微熱試管），觀察導管中是否有液面上升的現(xiàn)象．是否能？

 

（填能或不能）；
乙同學是先從玻璃導管向試管中注入水，觀察導管中液面與試管中液面是否形成高度差，且在一段時間后，觀察液面差是否變化的方法．是否能？

 

（填能或不能）；
若上述兩種方案均不能，請思考新方案，并填下列空白（若上述可行，則不填下列空白）：先在試管中裝入適量水（保證玻璃導管的下端浸沒在水中），然后（填操作方法）

 

，看到

 

（填實驗現(xiàn)象），證明該裝置的氣密性良好．
（2）向試管中加入0.00127%的碘水10g，用適量的蒸餾水稀釋后，再加入2～3滴淀粉溶液，配置成溶液A．測定指定地點空氣中SO₂的含量時，推拉注射器的活塞反復抽氣，試管中發(fā)生的化學反應方程式為SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，A溶液由

 

色變?yōu)?!--BA-->

 

時表明反應恰好完全進行，此時應停止抽氣．
（3）我國環(huán)境空氣質(zhì)量標準中對每次空氣質(zhì)量測定中SO₂的最高濃度限值（mg/m³）：一級標準：0.15；二級標準：0.50；三級標準：0.70．該課外活動小組分成第一活動小組和第二活動小組，使用相同的實驗裝置和溶液A，在同一地點、同時測量空氣中SO₂的含量．當反應恰好完全進行，記錄抽氣時間和次數(shù)如下（假定每次抽氣500mL）．請將下表填寫完整（計算時保留2位有效數(shù)字）：

分組	第一小組	第二小組
抽氣時間	20分鐘	21分鐘
抽氣次數(shù)	100	130
SO2含量mg/m3

①在實驗過程中，需緩緩抽動活塞的目的是

 

；若快速抽拉，則測定的結果將

 

（填偏大、偏小或無影響）；
②判斷該地點的空氣中SO₂含量屬于

 

（填數(shù)字）級標準，

 

（填“第一”或“第二”）小組的測定結果準確，另一小組實驗結果產(chǎn)生較大偏差的原因是

 

（兩個小組所用藥品和裝置均無問題）．

Answer 1

分析：鑒別濃硫酸和稀硫酸，可根據(jù)二者性質(zhì)的異同，濃硫酸具有強氧化性、吸水性和脫水性；
（1）弄清裝置氣密性的檢驗必須要保證裝置能形成一個密閉的體系和引起密閉體系內(nèi)的壓強的變化，由于當注射器推活塞時，①關閉，②打開；當注射器拉活塞時，①打開，②關閉，因此檢查該裝置的氣密性時，為使形成一個密閉的空間，應拉注射器的活塞，使裝置內(nèi)的壓強減小，從而在浸沒在水中的玻璃導管口會看到有氣泡冒出；
（2）由于SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，當單質(zhì)碘恰好完全反應時，淀粉遇碘變成的藍色就會消失；
（3）結合反應的方程式，根據(jù)參加反應的碘的質(zhì)量即可求出二氧化硫的質(zhì)量，從而確定此地空氣中二氧化硫的含量．

解答：解：濃硫酸溶于水放出大量的熱，具有吸水性，可加入到CuSO₄?5H₂O中，使晶體失去結晶水而變成白色；濃硫酸沸點較高，可在相同條件下加熱，先沸騰的為稀硫酸；或分別稱量相同體積的酸，質(zhì)量大的是濃硫酸，也可加入銅并加熱，銅溶解的為濃硫酸等，
故答案為：

分別滴到火柴梗上	變黑者為濃硫酸
分別加入鋁片	常溫下溶解的是稀硫酸
分別加到CuSO4?5H2O中	變白者為濃硫酸
分別在相同條件下加熱	先沸騰者是稀硫酸
分別稱量相同體積的酸	質(zhì)量大的是濃硫酸

（1）由于玻璃導管與空氣相同，沒形成密閉的體系，直接用手捂的方法不能檢驗氣密性；而乙同學雖然向玻璃導管注水但沒有使其壓強發(fā)生變化，因此兩個同學都沒法檢驗出裝置的氣密性是否完好，若要檢驗該裝置的氣密性，首先理解單向閥的作用：單向閥原理說明：當注射器推活塞時，①關閉，②打開；當注射器拉活塞時，①打開，②關閉．因此應該外拉注射器的活塞，導致試管內(nèi)壓強減小，若看到浸沒在水中的玻璃管口處有氣泡冒出，說明氣密性良好，
故答案為：不能；不能；向外輕輕拉動注射器的活塞；浸沒在水中的玻璃導管口有氣泡冒出；
（2）從化學方程式SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI不難看出，當反應物恰好完全反應時，溶液中不再有單質(zhì)碘，溶液的藍色就會消失．故答案為：藍；無色；
（3）由于所取得碘水是一樣的，因此兩組實驗中參與反應的二氧化硫的質(zhì)量一樣多，為了使二氧化硫氣體完全被吸收，因此抽拉氣體時要緩緩地進行．根據(jù)化學方程式計算，設參與反應的二氧化硫的質(zhì)量為X．
SO₂ +I₂ +2H₂O=H₂SO₄ +2HI
64  254
X  10g×0.00127%

64

254

=

X

10g×0.00127%

X=

64×10g×0.00127%

254

=0.000032g=0.032mg，
第一組：

0.032mg

500×100×10-6m3

=0.64mg/m³
第二組：

0.032mg

500×130×10-6m3

=0.49mg/m³
故答案為：0.64mg/m³；0.49mg/m³；
①由以上數(shù)據(jù)可知，在實驗過程中，需緩緩抽動活塞的目的是讓二氧化硫與碘充分反應（或使空氣中二氧化硫被充分吸收），否則會導致測定結果偏小，
故答案為：讓二氧化硫與碘充分反應（或使空氣中二氧化硫被充分吸收）；偏小；
②該地點的空氣中SO₂含量為0.64mg/m³，大于0.50，應為三級標準，第一小組的測定結果較為準確，因第二小組抽氣速率過快，造成空氣中SO₂與碘水未充分反應，產(chǎn)生較大誤差，
故答案為：三級；第一；抽氣速率過快，造成空氣中SO₂與碘水未充分反應，產(chǎn)生較大誤差．

點評：本題綜合考查物質(zhì)的含量測定和探究，側重于學生的分析能力、計算能力和實驗能力的考查，為高考常見題型，注意把握實驗原理、方法和注意事項，結合反應的化學方程式解答該題．