题目内容
工业上常用氨水等来处理制硫酸过程中产生的尾气（含SO2、O2），得到硫酸的铵盐产品．
（1）甲厂的尾气中含SO20.2%、O210.0%（体积分数，其余为N2）．该尾气对氢气的相对密度为 （保留3位小数）．若该厂每天排放的尾气为2×105m3（标况下），则该厂每天最多能获得 吨硫酸铵．（保留2位小数）
（2）乙厂得到的铵盐产品是硫酸铵和硫酸氢铵的混合物．为测定它们的含量，取不同质量的铵盐，分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中，经沸水浴（此温度下铵盐自身不分解）加热使氨气全部逸出，干燥后用浓硫酸完全吸收．实验数据如下：
①计算该铵盐中硫酸铵和硫酸氢铵的物质的量之比．
②计算第三次实验时浓硫酸增加的质量a的值．
（1）甲厂的尾气中含SO20.2%、O210.0%（体积分数，其余为N2）．该尾气对氢气的相对密度为
（2）乙厂得到的铵盐产品是硫酸铵和硫酸氢铵的混合物．为测定它们的含量，取不同质量的铵盐，分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中，经沸水浴（此温度下铵盐自身不分解）加热使氨气全部逸出，干燥后用浓硫酸完全吸收．实验数据如下：
| 实验次数 | 铵盐质量（g） | 浓硫酸增加的质量（g） |
| 第一次 | 9.05 | 1.7 |
| 第二次 | 18.10 | 1.7 |
| 第三次 | 27.15 | a |
| 第四次 | 36.20 | 0 |
②计算第三次实验时浓硫酸增加的质量a的值．
考点：探究物质的组成或测量物质的含量
专题：
分析：（1）甲厂的尾气中含SO20.2%、O210.0%，含有N2的体积分数为：1-0.2%-10%=89.8%，相同条件下气体体积与物质的量成正比，据此计算出该混合气体的平均摩尔质量为，相同条件下气体的密度与摩尔质量成正比，从而可计算出该混合气体对氢气的相对密度；
若该厂每天排放的尾气为2×105m3（标况下），则含有标况下的二氧化硫的体积为：2×105m3×0.2%=4×105L，该二氧化硫的物质的量为：
=1.786×104mol，根据硫酸根离子守恒可知，生成硫酸铵的物质的量，再根据m=nM计算出其质量；
（2）①根据第一次、第二次反应可知，第一次反应中氢氧化钠过量，铵根离子完全转化成氨气，根据质量守恒计算出混合物中硫酸铵、硫酸氢铵的物质的量，再计算出其物质的量之比；
②根据第二次反应中氢氧化钠不足计算出氢氧化钠的总物质的量，结合①的计算得出第三次加入的混合物中含有的硫酸铵、硫酸氢铵的物质的量，根据硫酸氢铵的物质的量得出与铵根离子反应生成氨气的氢氧化钠的物质的量，测出得出氨气的物质的量，再根据m=nM计算出氨气的质量．
若该厂每天排放的尾气为2×105m3（标况下），则含有标况下的二氧化硫的体积为：2×105m3×0.2%=4×105L，该二氧化硫的物质的量为：
| 2×105L |
| 22.4L/mol |
| 4×105L |
| 22.4L/mol |
（2）①根据第一次、第二次反应可知，第一次反应中氢氧化钠过量，铵根离子完全转化成氨气，根据质量守恒计算出混合物中硫酸铵、硫酸氢铵的物质的量，再计算出其物质的量之比；
②根据第二次反应中氢氧化钠不足计算出氢氧化钠的总物质的量，结合①的计算得出第三次加入的混合物中含有的硫酸铵、硫酸氢铵的物质的量，根据硫酸氢铵的物质的量得出与铵根离子反应生成氨气的氢氧化钠的物质的量，测出得出氨气的物质的量，再根据m=nM计算出氨气的质量．
解答：
解：（1）甲厂的尾气中含SO20.2%、O210.0%，含有N2的体积分数为：1-0.2%-10%=89.8%，相同条件下气体体积与物质的量成正比，则该混合气体的平均摩尔质量为：
g/mol=28.472g/mol，
相同条件下气体的密度与摩尔质量成正比，则该混合气体对氢气的相对密度为：
=14.236；
若该厂每天排放的尾气为2×105m3（标况下），则含有标况下的二氧化硫的体积为：2×105m3×0.2%=4×105L，该二氧化硫的物质的量为：
=1.786×104mol，根据硫酸根离子守恒可知，生成硫酸铵的物质的量为1.786×104mol，质量为：132g/mol×1.786×104mol=2.36×106g=2.36t，
故答案为：14.236；2.36；
（2）①本反应历程为：OH-首先是和NH4HSO4中的H+反应，随后剩余的OH-再和NH4+反应放出氨气，所以随着铵盐的量的增大，NH4HSO4的量也增大，放出的氨气的量会为0；浓硫酸增加的质量就是氨气的质量，第一次和第二次放出的氨气的量相等，所以第一次肯定是OH-过量，利用第一次的量计算（因为是OH-过量），设（NH4）2SO4的物质的量为x，NH4HSO4的物质的量为y，
则：132x+115y=9.05（质量守恒）…①
2x+y=
=0.1（N原子守恒）…②，
联立解得：x=0.025mol、y=0.05mol，
即（NH4）2SO4和NH4HSO4的物质的量之比为0.025mol：0.05mol=1：2，
答：铵盐中硫酸铵和硫酸氢铵的物质的量之比为1：2；
②根据①可知，9.05g混合物中含有0.025mol硫酸铵、0.05mo硫酸氢铵，则18.10混合物中含有0.05mol硫酸氢铵、0.1mol硫酸氢铵，且氢氧化钠完全反应，该50mL氢氧化钠溶液中含有氢氧化钠的物质的量为：n（NaOH）=n（NH4HSO4）+n（NH3）=0.1mol+0.1mol=0.2mol，
27.15g混合物中含有硫酸铵的物质的量为：0.025mol×
=0.075mol，含有硫酸氢铵的物质的量为：0.05mol×
=0.15mol，其中0.15molNH4HSO4消耗消耗0.15mol氢氧化钠，属于的氢氧化钠与铵根离子反应生成氨气，则生成氨气的物质的量为：n（NH3）=n剩余（NaOH）=0.2mol-0.15mol=0.05mol，氨气的质量为：17g/mol×0.05mol=0.85g，
答：第三次实验时浓硫酸增加的质量为0.85g．
| 64×0.2%+32×10%+28×89.8% |
| 1 |
相同条件下气体的密度与摩尔质量成正比，则该混合气体对氢气的相对密度为：
| 28.472g/mol |
| 2g/mol |
若该厂每天排放的尾气为2×105m3（标况下），则含有标况下的二氧化硫的体积为：2×105m3×0.2%=4×105L，该二氧化硫的物质的量为：
| 2×105L |
| 22.4L/mol |
| 4×105L |
| 22.4L/mol |
故答案为：14.236；2.36；
（2）①本反应历程为：OH-首先是和NH4HSO4中的H+反应，随后剩余的OH-再和NH4+反应放出氨气，所以随着铵盐的量的增大，NH4HSO4的量也增大，放出的氨气的量会为0；浓硫酸增加的质量就是氨气的质量，第一次和第二次放出的氨气的量相等，所以第一次肯定是OH-过量，利用第一次的量计算（因为是OH-过量），设（NH4）2SO4的物质的量为x，NH4HSO4的物质的量为y，
则：132x+115y=9.05（质量守恒）…①
2x+y=
| 1.7 |
| 17 |
联立解得：x=0.025mol、y=0.05mol，
即（NH4）2SO4和NH4HSO4的物质的量之比为0.025mol：0.05mol=1：2，
答：铵盐中硫酸铵和硫酸氢铵的物质的量之比为1：2；
②根据①可知，9.05g混合物中含有0.025mol硫酸铵、0.05mo硫酸氢铵，则18.10混合物中含有0.05mol硫酸氢铵、0.1mol硫酸氢铵，且氢氧化钠完全反应，该50mL氢氧化钠溶液中含有氢氧化钠的物质的量为：n（NaOH）=n（NH4HSO4）+n（NH3）=0.1mol+0.1mol=0.2mol，
27.15g混合物中含有硫酸铵的物质的量为：0.025mol×
| 27.15g |
| 9.05g |
| 27.15g |
| 9.05g |
答：第三次实验时浓硫酸增加的质量为0.85g．
点评：本题考查了探究物质组成、测量物质含量的方法，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强、计算量较大，充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力，（2）为难点，需要制取分析反应物过量情况．
练习册系列答案
科学实验活动册系列答案
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| ||
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| ||
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