Question

9．Na₂S₂O₃•5H₂O（俗稱海波）是照相業(yè)常用的一種定影劑．工業(yè)上制得的Na₂S₂O₃•5H₂O晶體中可能含有少量的Na₂SO₃和Na₂SO₄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)后濾出硫，微熱濾液使生成的SO₂全部逸出．（Na₂S₂O₃+H₂SO₄γNa₂SO₄+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	0.8	1.6	3.2

（摩爾質(zhì)量：Na₂S₂O₃•5H₂O  248g/mol； Na₂SO₃126g/mol；Na₂SO₄  142g/mol）
（1）計算所用硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度．
（2）分析以上實驗數(shù)據(jù)，該樣品中d（填寫選項字母）．
A．僅含有Na₂S₂O₃•5H₂O
B．含有和Na₂S₂O₃•5H₂O和Na₂SO₃，無Na₂SO₄
C．含有Na₂S₂O₃•5H₂O、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（aL）在不同取值范圍時，生成的S0₂體積（b L）的值（可用含a的關(guān)系式表示）．

Answer 1

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）=$\frac{2.688L}{22.4L/mol}$=0.12mol，c=$\frac{n}{V}$；
（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）=$\frac{2.688L}{22.4L/mol}$=0.12mol，c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.12mol}{0.03L}$=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．