Question

【題目】硫酸是極其重要的化工原料，在工業、農業、醫藥、軍事等領域應用廣泛。工業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。為了測定測定上述(NH4)2SO4和NH4HSO4固體混合物的組成，現稱取該樣品四份，分別 加入相同濃度的 NaOH 溶液 50.00 mL，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℃］，測得有關實驗數據如下（標準狀況）：

（1）由 1 組數據直接推測：1.81 g 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 。

Answer 1

【答案】（1）0.448 （2）1︰2 （3）3mol·L－1

【解析】

試題分析：（1）由 1 、2組數據可知氫氧化鈉過量，則1.81 g 樣品進行同樣實驗時，生成氨氣的體積（標準狀況）為0.896L÷2＝0.448L；

（2）根據第1組或第2組數據可知氫氧化鈉過量。設（NH4）2SO4物質的量為xmol，NH4HSO4物質的量為ymol，則依據（NH4）2SO4~2NH3、NH4HSO4~NH3可知：132x+115y=7.24、2x+y= 1.792÷22.4解得：x=0.02 mol、y=0.04mol，因此n〔(NH4)2SO4〕∶n（NH4HSO4）=1∶2；

（3）由表中數據可知4組實驗中氫氧化鈉不足。14.48g該混合物中：n[（NH4）2SO4]=0.004mol、n(NH4HSO4)=0.008mol，混合物中的NH4+為0.16 mol，H+為0.08 mol。反應中依次發生反應：

H＋＋OH－=H2O

0.08 0.08

NH4＋＋OH－=NH3↑+H2O

0.07 0.07 0.07

所以氫氧化鈉的濃度是0.15 mol÷0.05L＝3 mol/L。