Question

工業(yè)制硫酸的尾氣中含較多的SO₂，為防止污染空氣，回收利用SO₂，工業(yè)上常用氨水吸收法處理尾氣。某�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)為確定該方法所得固體的成分，稱取該固體四份，溶于水后，分別逐滴加入相同濃度的硫酸溶液50 mL，產(chǎn)生SO₂的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)如下表(實(shí)驗(yàn)時(shí)設(shè)法使水中溶解的SO₂幾乎完全逸出)：

實(shí)驗(yàn)組別	①	②	③	④
硫酸溶液的體積/Ml	50	50	50	50
鹽的質(zhì)量/g	9.260	13.890	20.835	32.410
二氧化硫的體積/mL	1 344	2 016	3 024	2 464

(1)上述四組實(shí)驗(yàn)中，SO₂體積與固體的質(zhì)量之比相同的組別有_______________；由第①組實(shí)驗(yàn)中的SO₂體積與固體的質(zhì)量之比，可以推算用6.945 g該固體進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)時(shí)，產(chǎn)生SO_{2__________________}mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)；根據(jù)表中_{__________________}兩組數(shù)據(jù)變化可確認(rèn)該固體中一定含有(NH₄)₂SO₃。

(2)另取9.260 g該固體與足量的熟石灰共熱，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況的氨氣的體積為3136 mL，則該固體的成分除(NH₄)₂SO₃外還有_{__________________} (填化學(xué)式)，該實(shí)驗(yàn)中使用的硫酸的物質(zhì)的量濃度為_{__________________}。

Answer 1

（1）①②③  1008  ③④

（2）(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₃  2.5 mol·L^-1

解析：本題計(jì)算的難點(diǎn)在如何確定固體中含有(NH₄)₂SO₃，前3組1 g固體放出的氣體體積相等，第④組放出的氣體體積減小，固體中有(NH₄)₂SO₃吸收生成的SO₂。

注意：用極值法，由NH₃量，可知有NH₄HSO₃；由SO₂的量可知有（NH₄）₂SO₄。方法略。

解法一（方程組法）：設(shè)9.260 g固體中（NH₄）₂SO₃、NH₄HSO₃、（NH₄）₂SO₄的物質(zhì)的量分別為x、y、z則?

解方程組得：x=0.04 mol  y=0.02 mol?z=0.02 mol

第④組固體質(zhì)量是第①組固體質(zhì)量的3.5倍，則第④組固體中（NH₄）₂SO₃、NH₄HSO₃、（NH₄）₂SO₄的物質(zhì)的量分別為0.14 mol、0.07 mol、0.07 mol。

消耗的硫酸的物質(zhì)的量：n(H₂SO₄)=［n〔(NH₄)₂SO₃〕+n(SO₂)］= (0.14 mol+)=0.125 mol，則c(H₂SO₄)=2.5 mol·L^-1

解法二（守恒終態(tài)法）：第④組中硫酸一定沒(méi)有剩余，反應(yīng)后所得溶液中含（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₃。

第④組中固體含S為0.06 mol×=0.21 mol，含為0.14 mol×3.5=0.49 mol

反應(yīng)后所得溶液中含NH₄HSO₃為：0.21 mol-=0.1 mol

則據(jù)電荷守恒得，所得溶液中含的物質(zhì)的量為：（0.49 mol-0.1 mol）/2=0.195 mol

原固體中含（NH₄）₂SO₄為0.02 mol×3.5=0.07 mol

所以H₂SO₄的物質(zhì)的量為0.195 mol-0.07 mol=0.125 mol，

所以c(H₂SO₄)=2.5 mol·L^-1（其他合理解法均可）