高考热点14 空气中SO2的测定及综合利用

高考热点14空气中SO2的测定及综合利用

空气中的SO2易转化为酸雨,酸雨会使河湖水酸化,影响鱼类生长繁殖,乃至死亡;使土壤酸化,危

害森林和农作物生长;腐蚀建筑物和文物古迹;危及人体健康。在工业生产中规定空气中的二氧化硫

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允许排放量不得超过0.02mg·m,可以用以下方法测定某工厂附近区域空气中SO2浓度是否超出标

准。

1.沉淀法

亚硫酸盐不稳定,易氧化,实验过程中可选择足量H2O2,BaCl2混合溶液吸收SO2,然后通过测定样品气

体的体积、BaSO4沉淀的质量来求得样品中SO2浓度。

2.滴定法

先用足量NaOH溶液吸收SO2,再用酸性KMnO4溶液滴定生成的Na2SO3的物质的量,然后通过测定

样品气体的体积、Na2SO3的物质的量来求得样品中SO2浓度。

3.抽气法

在实际应用中常利用“碘量法”测定空气中的SO2的含量,装置如图所示,则实验中表明恰好完全反应

的现象是什么?若平均抽气40次,每拉动一次注射器抽气100mL,5.00mL碘(I2)溶液中含I2的质

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量为6.35×10mg,通过计算判断该工厂附近空气中SO2的含量是否超标?

热点训练

1.利用下列装置测定空气中SO2的含量,A溶液最好选用()

A.NaOH溶液(滴有2~3滴酚酞溶液)

B.KMnO4溶液(滴有一定量硫酸溶液)

C.HNO3溶液[滴有2~3滴Ba(NO3)2溶液]

D.I2溶液(滴有2~3滴淀粉溶液)

答案D

解析A项,空气中含有二氧化碳,NaOH溶液也能吸收二氧化碳,会影响二氧化硫含量的测定,故A

不选;B项,空气中成分复杂,含有较多的还原剂等,可能被强氧化剂酸性KMnO4溶液氧化,影响二氧化

硫含量的测定,故B不选;C项,二氧化硫被强氧化剂HNO3溶液氧化生成硫酸根离子,立即和钡离子

生成硫酸钡白色沉淀,不能判断反应终点,故C不选;D项,二氧化硫能够被弱氧化剂I2氧化,反应后能

够使滴有淀粉的溶液褪色,可以通过淀粉溶液褪色确定通过的空气的量和消耗的碘的量,测定空气中

二氧化硫的含量,故D选。

2.葡萄酒中常加入亚硫酸盐作为食品添加剂,为检测某葡萄酒样品中亚硫酸盐的含量(通常以酒样中

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SO2的量计),某研究小组设计了如下实验(已知还原性:S>I>Cl)。

2−

O3

下列说法不正确的是()

A.若试剂A选择氯水,则试剂B可选择NaOH标准液

B.通入N2和煮沸的目的是将产生的气体从溶液中全部赶出

C.葡萄酒中加亚硫酸盐的主要目的是防止葡萄酒氧化,利用了亚硫酸盐的还原性

D.若试剂A选择碱液,调节吸收后溶液为中性,则试剂B可选择I2标准液

答案A

解析二氧化硫具有还原性,可以被氯水氧化为硫酸,但是氯水也可以和氢氧化钠反应,所以试剂B

不能选择NaOH标准液,A错误;若试剂A选择碱液,可以和二氧化硫反应得到亚硫酸盐或亚硫酸氢

盐,该盐可以被碘单质氧化为硫酸盐,试剂B可选择I2标准液,D正确。

3.在工业生产上规定空气中二氧化硫允许排放量不超过0.02mg·L-1,该小组为测定火力发电厂附近

空气中的二氧化硫的含量,进行如下实验:

取标准状况下的空气1.000L(含氮气、氧气、二氧化碳、二氧化硫等),缓慢通入适量I2的淀粉溶液

中,则溶液由蓝色变为无色,向所得溶液中加入稍过量的氯化钡溶液,产生白色沉淀,一系列操作后,称

得其质量为0.233g。其中,“一系列操作”为;二氧化硫的含量为mg·L-1。

答案过滤、洗涤、干燥64

解析取标准状况下的空气1.000L(含氮气、氧气、二氧化碳、二氧化硫等),缓慢通入适量I2的淀

粉溶液中,则溶液由蓝色变为无色,向所得溶液中加入稍过量的氯化钡溶液,产生白色沉淀,溶液中沉

淀要变为干燥的沉淀,则一系列操作为过滤、洗涤、干燥,称得其质量为0.233g,该沉淀为硫酸钡沉淀,

其物质的量为0.001mol,则根据硫元素守恒得到二氧化硫物质的量为0.001mol,则二氧化硫的含量

为-1。

3−1=64mg·L

0.001mol×64×10mg·mol

4.空气中的二1L氧化硫是造成大气污染的主要有害气体之一。在工业生产上规定空气中的二氧化硫,

允许排放量不得超过0.020mg·L-1,否则将危害人类的健康,造成环境污染。空气中二氧化硫含量的

测定有如下简易方法:

(1)原理:SO2通入碘的淀粉溶液中,这一反应的离子方程式

为。

(2)测定方法:准确量取5.00mL5×10-4mol·L-1的碘溶液,注入下图的试管中,加2~3滴淀粉指示剂,此

时溶液呈色。在测定地点按图中装置连接好各仪器,缓慢抽气,每次抽气100.00mL,直到溶

液为止,记录抽气的次数n=50。试通过计算判断该地点空气中SO2含量是否超标。

+-

答案(1)SO2+I2+2H2O===4H+S+2I(2)蓝蓝色恰好全部褪尽SO2含量超标

2−

4

解析(1)SO2和碘水溶液反应O的化学方程式为SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI,则离子方程式为

+-

SO2+I2+2H2O===4H+S+2I;(2)淀粉遇碘变蓝,随着活塞抽动,空气中的SO2进入试管与碘反应,直

2−

4

至碘单质完全反应,此O时溶液为无色;根据方程式中SO2、I2化学计量数之比=1∶1,可得

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n(SO2)=n(I2)=5×10mol·L×5×10L