Question

【题目】硫酸是一种重要的化工原料。接触法生产的硫酸产品有98％的硫酸、20％的发烟硫酸（H2SO4和SO3的混合物，其中SO3的质量分数为0.2）。

完成下列计算：

（1）若不计生产过程的损耗，__________m3 SO2（折合成标准状况）经充分转化、吸收，可产出1吨 98%的硫酸（密度为1.84g/mL）。若98％的硫酸可表示为SO3H2O，20％的发烟硫酸可表示为SO3aH2O，则a的值为 ___________（用分数表示）。

（2）铝和铝的化合物在社会生产和人类生活中也有着重要的作用。现有甲、乙两瓶无色溶液，已知它们可能是Na[Al（OH）4]溶液和H2SO4溶液。现经实验获得如下数据：

（已知：2Na[Al（OH）4]+H2SO4→2Al（OH）3↓+Na2SO4+2H2O）

组别	甲（mL）	乙（mL）	沉淀的物质的量（mol）
①	140	10	0.02
②	10	140	0.02
③	20	560	0.04

请通过必要的计算推断过程回答：乙溶液中的溶质是什么________？其物质的量浓度为多少________？

Answer 1

【答案】224 乙为Na[Al（OH）4]溶液 浓度为：8.5 mol·L-1

【解析】

（1）根据SO2～SO3～H2SO4可知需要二氧化硫的体积为=2.24×105L=224m3；20%的发烟H2SO4表示为SO3aH2O，即为：aH2SO4·（1-a）SO3，因为20％的发烟硫酸（H2SO4和SO3的混合物，其中SO3的质量分数为0.2），根据20%的硫酸中H2SO4和SO3的质量关系可得：98a：80(1-a)=(1-20%)：20%，解得：a=，故答案为：；

（2）假设乙为H2SO4，由于Al（OH）3能溶于硫酸，则①到②过程中Na[Al（OH）4]减少，H2SO4增加的过程中，生成沉淀必然减少，但实际情况生成沉淀没有减少，说明假设错误，乙为Na[Al（OH）4]；②到③的过程中硫酸增加一倍，Na[Al（OH）4]增加多于一倍，而沉淀刚好多了一倍，说明②③中Na[Al（OH）4]过量，硫酸完全反应，根据②结合方程式2Na[Al（OH）4]+H2SO4→2Al（OH）3↓+Na2SO4+2H2O可知10mL硫酸溶液中硫酸的物质的量是0.01mol，则①中硫酸总量为0.01mol×14=0.14mol，H+总物质的量=0.28mol，在①中发生的反应有两个：4H++[Al（OH）4]-=Al3++4H2O、Al3++3[Al（OH）4]-=4Al（OH）3↓，由方程式可知①中Na[Al（OH）4]总物质的量= 0.07mol+0.15mol=0.085mol，所以其浓度是 mol·L-1，故答案为：乙为Na[Al（OH）4]溶液，浓度为：8.5 mol·L-1。