Question

在硫酸的制备中，最后的产品是98%的硫酸或20%的发烟硫酸(H₂SO₄和SO₃的混合物，其中SO₃的质量分数为20%)。

    (1)若98%硫酸可表示为SO₃·aH₂O，20%的发烟硫酸可表示为SO₃·bH₂O，则a、b的值(a、b可用分数表示)分别是：a=         ,b=         。

    (2)用m(H₂O)=k·n(SO₃)分别表示SO₃转化成上述两种硫酸时，所用水的质量与SO₃的物质的量的关系式(即求k)分别是：

    m₁(H₂O)=         n₁(SO₃),m₂(H₂O)=         n₂(SO₃)。

    (3)若工厂同时生产上述两种硫酸，则上述两种硫酸的质量比x(W₁为98%的硫酸的质量、W₂为20%的发烟硫酸的质量)与SO₃的用量的物质的量之比y的关系是         。

Answer 1

解析：(1)“98%的硫酸”指100g硫酸溶液中有98gH₂SO₄、2gH₂O。若用SO₃·aH₂O表示，则题意为1molSO₃、amolH₂O,因此，

    而对20%的发烟硫酸，100g中应有H₂SO₄ 80g、SO₃ 20g。

    (2)利用(1)中的结果可方便地求解k的值。

    (3)分别求出两种浓度时，n(SO₃)与W的关系，其比值中非的部分即为所求。

    解：(1)对98%的硫酸，有：

    ?

    而对20%的发烟硫酸，则有：

   

   

    ?n₁(H₂O)=a·n₁(SO₃)

    18g·mol^-1×n₁(H₂O)=18g·mol^-1×a×n₁(SO₃)=m₁(H₂O)

    所以k=18g·mol^-1×a=20g·mol^-1

    由b·n₂(SO₃)=n₂(H₂O)

    18g·mol^-1×n₂(H₂O)=18g·mol^-1×b×n₂(SO₃)

 

   

     (3)设98%的硫酸所需SO₃的用量为n₁(SO₃)，20%的发烟硫酸所需SO₃的用量为n₂(SO₃)，则

    ?

    两式相除得：

  

答案：(1)   

     (2)20g·mol^-1?  13.8g·mol^-1

     (3)y=0.938x