题目内容

为了防治环境污染并对尾气综合利用,某硫酸厂用氨水吸收尾气中的SO2,再向吸收液中加入浓硫酸,以制取高浓度的SO2及(NH4)2SO4和NH4HSO4固体。

为测定上述(NH4)2SO4和NH4HSO4固体混合物的组成,现称取该样品四份,分别加入相同浓度的NaOH溶液各40.00 mL,加热至120 ℃左右,使氨气全部逸出〔(NH4)2SO4和NH4HSO4的分解温度均高于200 ℃〕,测得有关实验数据如下(标准状况):

实验序号

样品的质量/g

NaOH溶液的体积/mL

氨气的体积/L

Ⅰ

7.4

40.00

1.68

Ⅱ

14.8

40.00

3.36

Ⅲ

22.2

40.00

1.12

Ⅳ

37.0

40.00

0.00

(1)实验过程中有关反应的离子方程式为__________________。

(2)由Ⅰ组数据直接推测:标准状况下3.7 g样品进行同样实验时,生成氨气的体积为________L。

(3)试计算该混合物中(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量之比。

(4)欲计算该NaOH溶液的物质的量浓度应选择第________组数据,由此求得NaOH溶液的物质的量浓度为___________。

解析:(2)由数据Ⅰ和Ⅱ,=可知:m(样品)≤14.8 g时,NaOH足量,样品质量与氨气体积之比为定值,则V(NH3)==0.84 L。

(3)设7.4 g样品中(NH4)2SO4的物质的量为x,NH4HSO4的物质的量为y。

则有

解得x=0.0125 mol,y=0.05 mol

n〔(NH4)2SO4〕∶n(NH4HSO4)=0.0125∶0.05=1∶4。

(4)由上面计算可得Ⅲ组在Ⅰ组基础上扩大了3倍,即n〔(NH4)2SO4〕=0.0375 mol,n〔NH4HSO4〕=0.15 mol。首先发生反应:H++OH-====H2O

再发生:NH+OH-NH3↑+H2O

故OH-总共为0.15 mol+0.05 mol=0.2 mol

c(NaOH)==5 mol·L-1。

答案:(1)H++OH-====H2O、NH+OH-NH3↑+H2O

(2)0.84  (3)1∶4  (4)Ⅲ  5.0 mol·L-1

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