Question

【題目】硫酸是極其重要的化工原料，在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)藥、軍事等領域應用廣泛。工業(yè)上通常用接觸法制硫酸，主要原料是硫鐵礦和空氣。接觸法制硫酸的生產過程大致可分為三個階段：二氧化硫的制取和凈化；二氧化硫轉化為三氧化硫；三氧化硫的吸收和硫酸的生成。為了防止環(huán)境污染并對尾氣進行綜合利用，硫酸廠常用氨水吸收尾氣的SO2、SO3等氣體，再向吸收液中加入濃硫酸，以制取高濃度的SO2及（NH4）2SO4和NH4HSO4固體。為了測定上述（NH4）2SO4和NH4HSO4固體混合物的組成，現(xiàn)稱取該樣品四份，分別加入相同濃度的NaOH溶液50.00mL，加熱至120℃左右，使氨氣全部逸出[（NH4）2SO4和NH4HSO4的分解溫度均高于200℃]，測得有關實驗數(shù)據(jù)如下（標準狀況）：

實驗	樣品的質量/g	NaOH溶液的體積/mL	氨氣的體積/L（標準狀況）
1	7.24	50.00	1.792
2	14.48	50.00	3.584
3	21.72	50.00	4.032
4	36.20	50.00	2.240

（1）由1組數(shù)據(jù)直接推測：1.81g樣品進行同樣實驗時，生成氨氣的體積（標準狀況）為___L。

（2）試計算該混合物中（NH4）2SO4和 NH4HSO4的物質的量之比為___。

（3）求所用NaOH溶液的物質的量濃度___mol/L。

Answer 1

【答案】0.448 1∶2 6

【解析】

（NH4）2SO4和 NH4HSO4的混合液中加入氫氧化鈉，依次發(fā)生的反應是2NH4HSO4+2NaOH=（NH4）2SO4+Na2SO4+2H2O、（NH4）2SO4+2NaOH= Na2SO4+2H2O+2NH3。

（1）根據(jù)實驗1、2可知，增加樣品的質量，放出的氨氣增多，說明實驗1中氫氧化鈉過量，7.24g樣品中的銨根離子全部生成氨氣放出，若加入1.81g樣品，銨根離子也能全部生成氨氣放出，設放出氨氣的體積是VL，則 ，V=0.448L。

（2）實驗1中，7.24g樣品中的銨根離子全部生成氨氣放出，設樣品中的（NH4）2SO4和 NH4HSO4物質的量分別是xmol、ymol，根據(jù)氮元素守恒， ，解得x=0.02mol、y=0.04mol， ；

（2）由實驗3、4可以看出，實驗3再增大樣品的質量，生成氨氣的體積減小，說明氫氧化鈉物質的量不足，設36.2g樣品中NH4HSO4物質的量為amol，則 ，a=0.2mol，先發(fā)生反應H++OH-=H2O，則該反應消耗氫氧化鈉的物質的量為0.2mol，再發(fā)生NH4++OH-，根據(jù)氨氣的體積為2.24L，該反應消耗氫氧化鈉的物質的量為0.1mol，所以50mL氫氧化鈉溶液含有氫氧化鈉的物質的量是0.3mol，氫氧化鈉溶液的濃度是6mol/L。