Question

某硫酸廠技術科為了防止環(huán)境污染并對尾氣進行綜合利用，采用兩種方法吸收尾氣中的SO₂等氣體．
（1）方法一：將尾氣通入氨水，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．為測定生成的（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄固體混合物的組成，現(xiàn)稱取該混合物樣品4份，分別加入等濃度的NaOH溶液50.00mL，使生成的氨氣全部逸出，測得有關實驗數(shù)據(jù)如下：

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

計算所用NaOH溶液的物質的量濃度（寫出計算過程）．

 

（2）方法二：用NaOH溶液、石灰及O₂吸收尾氣SO₂，以制取石膏（CaSO₄?2H₂0），此過程的中間產(chǎn)物是NaHSO₃．調節(jié)尾氣排放的流量可獲得SO₂與NaOH物質的量的最佳比，從而提高亞硫酸氫鈉的產(chǎn)量．如圖表示n（NaHSO₃） 隨n（SO₂）/n（NaOH）不同值時的變化曲線．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?img alt="精英家教網(wǎng)" src="http://thumb.zyjl.cn/pic3/upload/images/201310/155/6ab2d308.png" style="vertical-align:middle" />
①a=

 

，b=

 

．（填數(shù)值）
②c=

 

，d=

 

．〔填含有n（SO₂）、n（NaOH）的關系式〕

Answer 1

分析：（1）由H⁺+OH^-=H₂O、NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O分析可知，樣品和氫氧化鈉反應的數(shù)據(jù)分析可知1、2實驗中氫氧化鈉過量，結合數(shù)據(jù)計算硫酸銨和硫酸氫銨物質的量得到（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄固體混合物的組成比；依據(jù)3、4 實驗分析可知氫氧化鈉不足，可以利用（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄固體混合物的組成比計算得到消耗氫氧化鈉物質的量計算得到濃度；
（2）依據(jù)反應SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，SO₂+NaOH=NaHSO₃，定量關系分析，當n（SO₂）：n（NaOH）=1：2生成亞硫酸鈉，n（SO₂）：n（NaOH）=1：1反應生成亞硫酸氫鈉，分析圖象定量關系計算，c點是生成亞硫酸氫鈉最大時物質的量，d點是亞硫酸鈉部分反應生成亞硫酸氫鈉．

解答：解：（1）由H⁺+OH^-=H₂O   NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O
設NH₄HSO₄和 （NH₄）₂SO₄物質的量分別為x、y，由第1（或2）組數(shù)據(jù)（NaOH）過量，
得：115x+132y=7.24          
   x+2y=1.792÷22.4    
 x=0.04mol
 y=0.02mol
由第4（或3）組數(shù)據(jù)（NaOH）不足，設NH₄HSO₄和 （NH₄）₂SO₄物質的量分別為a、b
由a：b=2：1 得

a

36.2- 115a 132

=

2

1

  a=0.2mol
c（NaOH）=

(0.2+ 2.24 22.4 )mol

0.05L

=6mol/L
故答案為：由H⁺+OH^-=H₂O NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O
設NH₄HSO₄和 （NH₄）₂SO₄物質的量分別為x、y，由第1（或2）組數(shù)據(jù)（NaOH）過量，
得：115x+132y=7.24
x+2y=1.792÷22.4
x=0.04mol
y=0.02mol
由第4（或3）組數(shù)據(jù)（NaOH）不足，設NH₄HSO₄和 （NH₄）₂SO₄物質的量分別為a、b
由a：b=2：1 得

a

36.2- 115a 132

=

2

1

a=0.2mol
c（NaOH）=

(0.2+ 2.24 22.4 )mol

0.05L

=6mol/L；
（2）①SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，SO₂+NaOH=NaHSO₃，定量關系分析，當n（SO₂）：n（NaOH）=1：2生成亞硫酸鈉，n（SO₂）：n（NaOH）=1：1反應生成亞硫酸氫鈉，所以圖象中a=0.5，b=1；
故答案為：0.5；1.0；
②圖象分析可知c點為生成最大量亞硫酸氫鈉，按照反應SO₂+NaOH=NaHSO₃，所以c=n（NaOH）；d點是碳酸鈉部分變化為碳酸氫鈉，依據(jù)化學方程式計算得到，
         SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O     
         1     2

1

2

n（NaOH）   n（NaOH）
           SO₂+H₂O+Na₂SO₃=2NaHSO₃，
           1                2
 n（SO₂）-

1

2

n（NaOH）          2n（SO₂）-n（NaOH）
d=2n（SO₂）-n（NaOH）
故答案為：n（NaOH）；2n（SO₂）-n（NaOH）．

點評：本題考查了物質組成的計算分析，圖象分析判斷的方法和定量計算應用，化學方程式的有關計算，掌握基礎，審清題意是關鍵，題目難度中等．