邊永平

(河北省豐寧滿族自治縣第一中學(xué) 068350)

1 試題呈現(xiàn)

題目某研究小組為了更準(zhǔn)確檢測香菇中添加劑亞硫酸鹽的含量，設(shè)計了如下實驗(實驗裝置如圖1所示)：

圖1

①向三頸燒瓶中加入10.00g的香菇樣品和400mL水；錐形瓶中加入125mL水、1mL淀粉溶液，并預(yù)加0.3mL 0.01000mol·L-1的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液，攪拌.

②以0.2L·min-1流速通氮氣，再加入過量磷酸，加熱并保持微沸，同時用碘標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，至終點時滴定消耗了1.00mL碘標(biāo)準(zhǔn)溶液.

③做空白實驗，消耗了0.10mL碘標(biāo)準(zhǔn)溶液.

④用適量Na2S2O3替代香菇樣品，重復(fù)上述步驟，測得SO2的平均回收率為95%.

已知：Ka1(H3PO4)=7.1×10-3，Ka1(H2SO3)=1.3×10-2

回答下列問題：

(1)裝置圖中儀器a、b的名稱分別為____、____.

(2)三頸燒瓶適宜的規(guī)格為____(填標(biāo)號).

A.250mL B.500mL C.1000mL

(3)解釋加入H3PO4，能夠生成SO2的原因：____.

(4)滴定管在使用前需要____、洗滌、潤洗；滴定終點時溶液的顏色為____；滴定反應(yīng)的離子方程式為____.

(5)若先加磷酸再通氮氣，會使測定結(jié)果____(填“偏高”“偏低”或“無影響”).

(6)該樣品中亞硫酸鹽含量為____mg·kg-1(以SO2計，結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

2 試題解析

根據(jù)題意可知，實驗原理為：先加過量的磷酸與香菇中的亞硫酸鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成二氧化硫氣體，再用氮氣將二氧化硫氣體排入到錐形瓶中被水吸收，最后用碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的二氧化硫，從而測出樣品中亞硫酸鹽含量.

(1)裝置圖中儀器a、b的名稱分別為：球形冷凝管、酸式滴定管.

(2)實驗中向三頸燒瓶中加入10.00g香菇樣品，400 mL水，后來加入磷酸的體積不超過10 mL.加熱時，三頸燒瓶中的液體量不能超過其容積的2/3，因此，選擇三頸燒瓶適宜的規(guī)格為1000 mL，即選擇C.

(5)若先加磷酸再通氮氣，則不能將裝置中的空氣及時排出，有部分亞硫酸鹽和SO2被裝置中的氧氣氧化，這樣在后面滴定過程中，碘的標(biāo)準(zhǔn)液的消耗量將會減少，因此會使測定結(jié)果偏低.

3 核心素養(yǎng)視角下對試題的評析

本題的背景材料與生活密切相關(guān)，試題情境的創(chuàng)設(shè)立意新穎、熟而不俗.近年來，食品安全問題已引起人們的廣泛關(guān)注，而食品中的添加劑則多為化學(xué)物質(zhì)，研究添加劑的合理使用問題也正好與中學(xué)化學(xué)的教學(xué)活動十分貼近.學(xué)科核心素養(yǎng)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”中指出：要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的化學(xué)問題，能夠根據(jù)探究的目的設(shè)計實驗方案.善于發(fā)現(xiàn)生活中的問題，從化學(xué)視角進(jìn)行思考，運(yùn)用所學(xué)知識提出解決方案.這也體現(xiàn)了“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的學(xué)科核心素養(yǎng).本題中的第(3)問，要對比兩種弱酸的電離常數(shù)，依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理，推理出加入H3PO4，能夠生成SO2的理論原因.這體現(xiàn)了“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的學(xué)科核心素養(yǎng).此問中，運(yùn)用了平衡移動原理解釋了產(chǎn)生SO2的原因，同樣又體現(xiàn)出“變化觀念與平衡思想”這一學(xué)科核心素養(yǎng).