Question

工業(yè)上制得的海波晶體中可能含有少量的亞硫酸鈉和硫酸鈉雜質(zhì)．為了測定某海波樣品的成分，稱取三份質(zhì)量不同的該樣品，分別加入相同濃度的硫酸溶液30mL，充分反應(yīng)后過濾出硫，微熱濾液使生成的SO₂全部逸出（Na₂S₂O₃+H₂SO₄→Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O）．測得有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下（標(biāo)準(zhǔn)狀況）：

	第一份	第二份	第三份
樣品的質(zhì)量/g	7.54	15.08	35.00
二氧化硫的體積/L	0.672	1.344	2.688
硫的質(zhì)量/g	0.80	1.60	3.20

（1）計算所用硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度．（寫出計算過程）
（2）分析以上實驗數(shù)據(jù)，可判斷該樣品

 

（填字母）．
a．不含Na₂SO₃和Na₂SO₄b．不含Na₂SO₃含Na₂SO₄
c．含Na₂SO₃不含Na₂SO₄   d．含Na₂SO₃和Na₂SO₄
（3）若將30.16g該樣品和一定量的上述硫酸溶液混合微熱．試討論：當(dāng)加入硫酸的體積（a L）在不同取值范圍時，生成SO₂體積（b L，標(biāo)態(tài)）的值．（可用含a和b的代數(shù)式表示）

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,含硫物質(zhì)的性質(zhì)及綜合應(yīng)用

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）通過圖表數(shù)據(jù)分析第三組實驗數(shù)據(jù)表明，硫酸完全反應(yīng)，有關(guān)化學(xué)方程式為：Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+H₂O，可見無論硫酸發(fā)生那個反應(yīng)都有關(guān)系式H₂SO₄～SO₂，n（SO₂）=n（H₂SO₄）=

2.688L

22.4L/mol

=0.12mol，c=

n

V

；
（2）n（s）=0.1mol，則根據(jù)化學(xué)方程式Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+H₂O，可知n（Na₂S₂O₃）=0.1mol，m（Na₂S₂O₃ ?5H₂O）=24.8g，生成二氧化硫氣體物質(zhì)的量為0.1mol，由Na₂SO₃生成的二氧化硫物質(zhì)的量=0.12mol-0.1mol=0.02mol，n（Na₂SO₃）=0.02mol，m（Na₂SO₃）=0.02mol×126g/mol=2.52g，由于m（Na₂S₂O₃ ?5H₂O）+m（Na₂SO₃）=24.8g+2.52g=27.32g＜35.00g，所以固體中含有Na₂SO₄；
（3）通過圖表數(shù)據(jù)分析第三組實驗數(shù)據(jù)可知，30ml的硫酸恰好與樣品完全反應(yīng)時固體質(zhì)量為30.16g，因此0＜a＜0.03時，硫酸不足量，放出氣體體積依據(jù)硫酸計算，b=（2.688L+0.03）×a=89.6a；若a≥0.03，硫酸過量樣品完全反應(yīng)，產(chǎn)生氣體體積b=2.688；

解答： 解：（1）通過圖表數(shù)據(jù)分析第三組實驗數(shù)據(jù)表明，硫酸完全反應(yīng)，有關(guān)化學(xué)方程式為：Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+H₂O，可見無論硫酸發(fā)生那個反應(yīng)都有關(guān)系式H₂SO₄～SO₂，n（SO₂）=n（H₂SO₄）=

2.688L

22.4L/mol

=0.12mol，c=

n

V

=

0.12mol

0.03L

=4mol/L；
答：所用硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度4mol/L；
（2）n（s）=0.1mol，則根據(jù)化學(xué)方程式Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+H₂O，可知n（Na₂S₂O₃）=0.1mol，m（Na₂S₂O₃ ?5H₂O）=24.8g，生成二氧化硫氣體物質(zhì)的量為0.1mol，由Na₂SO₃生成的二氧化硫物質(zhì)的量=0.12mol-0.1mol=0.02mol，n（Na₂SO₃）=0.02mol，m（Na₂SO₃）=0.02mol×126g/mol=2.52g，由于m（Na₂S₂O₃ ?5H₂O）+m（Na₂SO₃）=24.8g+2.52g=27.32g＜35.00g，所以固體中含有Na₂SO₄，選d；
故答案為：d．
（3）通過圖表數(shù)據(jù)分析第三組實驗數(shù)據(jù)可知，30ml的硫酸恰好與樣品完全反應(yīng)時固體質(zhì)量為30.16g，因此0＜a＜0.03時，硫酸不足量，放出氣體體積依據(jù)硫酸計算，b=（2.688L+0.03）×a=89.6a；若a≥0.03，硫酸過量樣品完全反應(yīng)，產(chǎn)生氣體體積b=2.688；4
答：當(dāng)加入硫酸的體積（a L）在不同取值范圍時，生成SO₂體積（b L，標(biāo)態(tài)）的值，0＜a＜0.03時b=89.6a，a≥0.03時b=2.688；

點評：本題考查了物質(zhì)組成的探究分析，數(shù)據(jù)分析判斷，反應(yīng)產(chǎn)物和反應(yīng)過程的理解應(yīng)用，掌握題干信息是解題關(guān)鍵，題目難度較大．