Question

（15分）工业制硫酸的尾气中含较多的SO₂，为防止污染空气，回收利用SO₂，工业上常用氨水吸收法处理尾气。某校化学兴趣小组的同学为确定该方法所得固体的成分，称取该固体四份，溶于水后，分别逐滴加入相同浓度的硫酸溶液50 mL，产生SO₂的体积（标准状况）如下表（实验时设法使水中溶解的SO₂几乎完全逸出）：

实验组别	①	②	③	④
硫酸溶液的体积（mL）	50	50	50	50
盐的质量（g）	9.260	13.890	20.835	32.410
二氧化硫的体积（mL）	1344	2016	3024	2464

⑴上述四组实验中，SO₂体积与固体的质量之比相同的组别有__________________；由第①组实验中的SO₂体积与固体的质量之比，可以推算用6.945 g该固体进行同样的实验时，产生SO₂_________mL(标准状况)；根据表中            两组数据变化可确认该固体中一定含有(NH₄)₂SO₃。

⑵另取9.260 g该固体与足量的熟石灰共热，收集到标准状况的氨气的体积为3136 mL，则该固体的成分除(NH₄)₂SO₃外还有___________（填化学式），该实验中使用的硫酸的物质的量浓度为_______________。

Answer

⑴①②③；1008 mL；③④；（每空3分，共9分）

⑵(NH4)2SO4、NH4HSO3；  2.5 mol•L-1（共6分）

【解析】（1）根据表中数据可知①②③中SO2体积与固体的质量之比相同，都是根据第①组实验中的SO2体积与固体的质量之比可知，6.945 g该固体生成的SO2是6.945 g/9.260g×1344ml＝1008 mL；根据③④可知，增加固体的质量，生成上网SO2反而减少，这说明固体中一定含有亚硫酸铵。由于亚硫酸铵与酸反应是分步进行的，如果酸不足，则生成的SO2就少。

（2）解法一：设9.260 g固体中(NH4)2SO3、NH4HSO3、(NH4)2SO4的物质的量分别为x、y、z

则      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组固体质量是第①组固体质量3.5倍，则第④组固体中(NH4)2SO3、NH4HSO3、(NH4)2SO4的物质的量分别为0.14 mol、0.07 mol、0.07 mol

消耗的硫酸的物质的量：n(H2SO4)=[n((NH4)2SO3)+n(SO2)]=(0.14 mol+)=0.125 mol

则c(H2SO4)= 2.5 mol•L-1

解法二：第④组中硫酸一定没有剩余，反应后所得溶液中含(NH4)2SO4和NH4HSO3

第④组中固体含S为   含NH4+的0.14 mol×3.5 = 0.49 mol

反应后所得溶液中含NH4HSO3为：

则据电荷守恒得，所得溶液中含SO42—的物质的量为：（0.49 mol-0.1 mol）/2=0.195 mol

原固体中含(NH4)2SO4的0.02 mol×3.5 = 0.07 mol

∴H2SO4的物质的量为0.195 mol－0.07 mol = 0.125 mol ∴c(H2SO4)= 2.5 mol•L-1（其他合理解法均给分）