Question

在硫酸的制備中，最后的產(chǎn)品是98%的硫酸或20%的發(fā)煙硫酸（H₂SO₄和SO₃的混合物，其中SO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%）。

    （1）若98%硫酸可表示為SO₃·aH₂O，20%的發(fā)煙硫酸可表示為SO₃·bH₂O，則a、b的值（a、b可用分?jǐn)?shù)表示）分別是：a=         ,b=         。

    （2）用m（H₂O）=k·n（SO₃）分別表示SO₃轉(zhuǎn)化成上述兩種硫酸時，所用水的質(zhì)量與SO₃的物質(zhì)的量的關(guān)系式（即求k）分別是：

    m₁（H₂O）=         n₁（SO₃）,m₂（H₂O）=         n₂（SO₃）。

    （3）若工廠同時生產(chǎn)上述兩種硫酸，則上述兩種硫酸的質(zhì)量比x（W₁為98%的硫酸的質(zhì)量、W₂為20%的發(fā)煙硫酸的質(zhì)量）與SO₃的用量的物質(zhì)的量之比y的關(guān)系是         。

Answer 1

（1）   

     （2）20g·mol^-1?  13.8g·mol^-1

     （3）y=0.938x

解析:

（1）“98%的硫酸”指100g硫酸溶液中有98gH₂SO₄、2gH₂O。若用SO₃·aH₂O表示，則題意為1molSO₃、amolH₂O,因此，a=。

    而對20%的發(fā)煙硫酸，100g中應(yīng)有H₂SO₄ 80g、SO₃ 20g。

    （2）利用（1）中的結(jié)果可方便地求解k的值。

    （3）分別求出兩種濃度時，n（SO₃）與W的關(guān)系，其比值中非的部分即為所求。

    解：（1）對98%的硫酸，有：

    ?a==

    而對20%的發(fā)煙硫酸，則有：

    ?b==

     （2）由a=可得：

    ?n₁（H₂O）=a·n₁（SO₃）

    18g·mol^-1×n₁（H₂O）=18g·mol^-1×a×n₁（SO₃）=m₁（H₂O）

    所以k=18g·mol^-1×a=20g·mol^-1

    由b·n₂（SO₃）=n₂（H₂O）

    18g·mol^-1×n₂（H₂O）=18g·mol^-1×b×n₂（SO₃）

    m₂（H₂O）=18g·mol^-1×b×n₂（SO₃）=18g·mol^-1××n₂（SO₃）

    所以k==13.8g·mol^-1。

     （3）設(shè)98%的硫酸所需SO₃的用量為n₁（SO₃），20%的發(fā)煙硫酸所需SO₃的用量為n₂（SO₃），則

    ?n₁（SO₃）=W₁×=

    ?n₂（SO₃）=W₂×+W₂×=

    兩式相除得：

    y=n₁（SO₃）∶n₂（SO₃）=0.938×=0.938x。