Question

硫酸是極其重要的化工原料，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、軍事等領域應用廣泛。工業(yè)上通常用接觸法制取硫酸，主要的原料是硫鐵礦和空氣，接觸法制H₂SO₄的生產(chǎn)過程大致可分為三個階段：二氧化硫的制取和凈化；二氧化硫轉化為三氧化硫；三氧化硫的吸收和硫酸的生成。為了防止環(huán)境污染并對尾氣進行綜合利用，硫酸廠用氨水吸收尾氣的SO₂、SO₃等氣體，再向吸收液中加入濃硫酸，以制取高濃度的SO₂及（NH₄）₂SO₄、NH₄HSO₄固體。為了測定上述（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄固體混合物的組成，現(xiàn)稱取該樣品四份，分別加入相同濃度的NaOH溶液50.00 mL，加熱至120 ℃左右，使氨氣全部逸出［（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄的分解溫度均高于200 ℃］。測得有關的數(shù)據(jù)如下（標況）：

實驗	序號樣品的質(zhì)量/g	NaOH溶液的體積/mL	氨氣的體積/L
1	3.62	50.00	0.896
2	7.24	50.00	1.792
3	10.86	50.00	2.016
4	14.48	50.00	1.568

(1)由1組數(shù)據(jù)直接推測，1.81 g樣品進行同樣實驗時，生成氨氣的體積（標況）為________ L。

（2）試計算該混合物中（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄的物質(zhì)的量之比為___________。

（3）求所有NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為___________ mol·L^-1。

Answer 1

(1)0.448  (2)1∶2  (3)3

解析：(1)由表中數(shù)據(jù)可知實驗1、2中NaOH過量，當樣品為1.81 g時NaOH仍然過量，由比例關系容易得出答案：0.448 L;(2)利用實驗1或2可求（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄的物質(zhì)的量之比，用實驗1中數(shù)據(jù)，設（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄的物質(zhì)的量分別為x、y,有2x+y=0.04,132x+115y=3.62,x=0.01 mol,y=0.02 mol,即為1∶2。(3)比較實驗3、4可知，NH₄HSO₄應全部反應，又實驗3，（NH₄）₂SO₄為0.03 mol,NH₄HSO₄為0.06 mol, 總量為0.12 mol,而放出NH₃為0.09 mol,則溶液中為0.03 mol,總的為0.09 mol,則n(Na⁺)=(0.09-)×2=0.15 mol,c(NaOH)==3 mol·L^-1。