Question

8．某兴趣小组在进行“硫在氧气中燃烧”的实验时发现产生的SO₂具有刺激性气味，查阅资料得知它对人体有较大危害，如果直接排放到大气中会污染空气，于是他们对该实验进行额改进，如图所示：
①让整个实验室在密闭的集气瓶中进行
②用高温导热陶瓷板代替燃烧匙可以避免硫与铁或铜反应产生的实验干扰
③用通电升温代替在酒精灯上点燃可以避免燃烧产生SO₂逸散在空气中
④最后用注射器将NaOH溶液注入集气瓶中可以吸收反应产生的SO₂
已知：气体的质量（数值上）=（气体的体积/22.4）×气体的相对分子质量．氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$，10%的NaOH溶液的密度约为1.1g/mL，请分析并回答下列问题（计算结果均保留一位小数）
（1）请你写出NaOH溶液吸收SO₂的化学方程式
（2）若实验中所有的集气瓶的容积为1.12L，反应完全并且硫有剩余，为了将产生的二氧化硫完全吸收，至少需要注入浓度为10%的NaOH溶液多少毫升？
（3）该兴趣小组在实验中共注入了上述浓度的NaOH溶液20g，此时生成的Na₂SO₃溶液的质量分数是多少？

Answer 1

分析 （1）二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水；
（2）根据气体的质量=（气体的体积/22.4）×气体的相对分子质量．氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$，计算氧气的质量，及一步计算氢氧化钠的质量和．
（3）根据溶质的质量分数公式分析；

解答 解：（1）二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+SO₂═Na₂SO₃+H₂O；
（2）集气瓶中氧气的质量为$\frac{1}{5}$×$\frac{1.12}{22.4}×$32=0.32g根据方程式S+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$SO₂，2NaOH+SO₂═Na₂SO₃+H₂O；可得2NaOH～O₂～Na₂SO₃；
设为了将产生的二氧化硫完全吸收需要氢氧化钠的质量为x，生成亚硫酸钠的质量为y，二氧化硫的质量为z
2NaOH～O₂～Na₂SO₃～SO₂；
80           32       126        64
x           0.32g       y         z
$\frac{80}{x}=\frac{32}{0.32g}$
x=0.80g
$\frac{32}{0.32g}=\frac{126}{y}$
y=1.26g
$\frac{32}{0.32g}=\frac{64}{z}$
z=0.64g
浓度为10%的NaOH溶液的质量为$\frac{0.80g}{10%}$=8.0g
浓度为10%的NaOH溶液的体积为$\frac{8.0g}{1.1g/mL}$=7.3mL；
（3）加入NaOH溶液20g，此时生成的Na₂SO₃溶液的质量分数是$\frac{1.26g}{20g+0.64g}×100%$=6.1%．
答：（1）2NaOH+SO₂═Na₂SO₃+H₂O；
（2）7.3mL；
（3）6.1%．

点评 本题主要考查学生运用所需知识和化学方程式进行计算和推断的能力，计算时要注意规范性和准确性．