Question

（15分）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(chēng)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）	1344	2016	3024	2464

⑴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SO₂_________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。
⑵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_(kāi)______________。

Answer 1

⑴①②③；1008 mL；③④；（每空3分，共9分）
⑵(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₃；  2.5 mol?L^-1（共6分）

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知①②③中SO₂體積與固體的質(zhì)量之比相同，都是根據(jù)第①組實(shí)驗(yàn)中的SO₂體積與固體的質(zhì)量之比可知，6.945 g該固體生成的SO₂是6.945 g/9.260g×1344ml＝1008 mL；根據(jù)③④可知，增加固體的質(zhì)量，生成上網(wǎng)SO₂反而減少，這說(shuō)明固體中一定含有亞硫酸銨。由于亞硫酸銨與酸反應(yīng)是分步進(jìn)行的，如果酸不足，則生成的SO₂就少。
（2）解法一：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      x ＋ y =" 0.06"       2x ＋ y ＋z = 0.14       116x ＋ 99y ＋ 132z =" 9.26" g
解得：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：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  含NH₄⁺的0.14 mol×3.5 =" 0.49" mol
反應(yīng)后所得溶液中含NH₄HSO₃為：
則據(jù)電荷守恒得，所得溶液中含SO₄^2—的物質(zhì)的量為：（0.49 mol-0.1 mol）/2="0.195" mol
原固體中含(NH₄)₂SO₄的0.02 mol×3.5 =" 0.07" mol
∴H₂SO₄的物質(zhì)的量為0.195 mol－0.07 mol =" 0.125" mol ∴c(H₂SO₄)=" 2.5" mol?L^-1（其他合理解法均給分）