Question

SO₂的排放是造成酸雨的主要因素，某同学通过实验探究，得出酸雨pH随时间的增加而减小的结论．其原因是

H₂SO₃+O₂=H₂SO₄

（用化学方程式表示）．为进一步研究酸雨的成分，该同学取某一时段的这种雨水V L，加入0.5mol?L^-1的Ba（OH）₂溶液至不再产生沉淀时，恰好消耗40.00mL Ba（OH）₂溶液．请计算：
①该V L雨水中共溶解的SO₂体积是

448

mL（标准状况）．
②若在上述实验中生成沉淀物的质量为4.50g，该雨水中含有H₂SO₃的物质的量浓度是多少？（要求写出计算过程）

Answer 1

分析：二氧化硫和水反应生成亚硫酸，亚硫酸不稳定易被氧化生成硫酸；
亚硫酸和氢氧化钡溶液反应生成亚硫酸钡沉淀，硫酸和氢氧化钡溶液生成硫酸钡沉淀，根据原子守恒计算二氧化硫体积；
先根据极限法判断4.50g沉淀物的成分，再根据沉淀的质量计算亚硫酸的物质的量浓度．

解答：解：二氧化硫和水反应生成亚硫酸，亚硫酸不稳定易被氧化生成硫酸H₂SO₃+O₂=H₂SO₄，亚硫酸是弱酸，硫酸是强酸，等物质的量浓度的亚硫酸和硫酸，硫酸的酸性大于亚硫酸，所以酸雨pH随时间的增加而减小；
故答案为：H₂SO₃+O₂=H₂SO₄；
①亚硫酸和氢氧化钡溶液反应生成亚硫酸钡沉淀，硫酸和氢氧化钡溶液生成硫酸钡沉淀，根据原子守恒进行计算，
H₂SO₃+Ba（OH）₂=BaSO₃↓+2H₂O   H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2H₂O
根据原子守恒知V（SO₂）=n（SO₂）Vm=[n（H₂SO₃）+n（H₂SO₄）]Vm=n[Ba（OH）₂]Vm=0.5mol?L^-1×0.0400 L×22.4 L?mol^-1=448mL；
答：该V L雨水中共溶解的SO₂体积是448mL；
②0.5mol/L、40.00mL 的Ba（OH）₂溶液和二氧化硫反应，如果全部转化为亚硫酸钡，根据钡原子守恒，则生成亚硫酸钡的质量为：0.02mol×217g/mol=4.34g，如果全部转化为硫酸钡，根据钡原子守恒，则生成硫酸钡的质量为：0.02mol×233g/mol=4.66g，4.34g＜4.50g＜4.66g，所以沉淀物的组成为BaSO₃和BaSO₄，
设V L雨水中含有H₂SO₃的物质的量为n₁，含有H₂SO₄的物质的量为n₂
217g?mol^-1×n₁mol+233g?mol^-1×n₂mol=4.50g
n₁+n₂=0.5mol?L^-1×0.0400 L=0.02mol
n₁=0.01 mol
n₂=0.01mol
则c（H₂SO₃）=

0.01mol

VL

=

0.01

V

mol/L，
答：该雨水中含有H₂SO₃的物质的量浓度是

0.01

V

mol/L．

点评：本题考查了酸雨pH变化的原因、物质的量的有关计算等知识点，可以根据原子守恒来分析解答，注意②中要先确定沉淀的成分，然后进行计算，为易错点．