Question

為了防止環(huán)境污染并對尾氣進(jìn)行綜合利用，硫酸廠常用兩種方法吸收尾氣中的SO₂、SO₃等氣體。

方法一：將尾氣通入氨水，再向吸收液中加入濃硫酸，以制取高濃度的SO₂及(NH₄)₂SO₄和NH₄HSO₄固體。已知(NH₄)₂SO₄和NH₄HSO₄的分解溫度均高于200 ℃，欲測定上述(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，測得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以下：

實(shí)驗(yàn)序號	樣品的質(zhì)量/g	NaOH溶液的體積/mL	氨氣的體積/L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
①	7.24	50.0	1.792
②	14.48	50.00	3.584
③	21.72	50.00	4.032
④	28.96	50.00	3.136

(1)若取3.62 g樣品用同種方法實(shí)驗(yàn)時(shí)，生成氨氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為__________L。

(2)該混合物中(NH₄)₂SO₄和NH₄HSO₄的物質(zhì)的量之比為__________。

(3)求所用NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度(寫出計(jì)算過程)。

方法二：用NaOH溶液、石灰及O₂吸收尾氣SO₂，以制取石膏(CaSO₄·2H₂O)，此過程的中間產(chǎn)物是NaHSO₃。實(shí)際操作中以調(diào)節(jié)尾氣排放的流量來取得SO₂與NaOH間物質(zhì)的量的最佳比值，從而提高亞硫酸氫鈉的產(chǎn)量。試寫出n(SO₂)/n(NaOH)在不同取值范圍時(shí)，n(NaHSO₃)的值或n(NaHSO₃)與n(SO₂)、n(NaOH)的關(guān)系式，填入下表：

n(SO2)/n(NaOH)	n(NaHSO3)

Answer 1

(1)0.896

(2)1∶2

(3)6 mol·L^-1?

n(SO2)/n(NaOH)	n(NaHSO3)
≤0.5	0
0.5—1	n(NaHSO3)=2n(SO2)-n(NaOH)
≥1	n(NaHSO3)=n(NaOH)

解析：(1)  V(NH₃)=0.896 L

(2)設(shè)(NH₄)₂SO₄和NH₄HSO₄的物質(zhì)的量分別為x、y，據(jù)題意：

解得

(3)由于NH₄HSO₄====+H⁺+

(NH₄)₂SO₄====2+

加入NaOH發(fā)生如下反應(yīng)：

樣品質(zhì)量越多，所含NH₄HSO₄越多，NaOH不足時(shí)，產(chǎn)生NH₃越少。設(shè)21.72 g樣品中所含NH₄HSO₄的物質(zhì)的量為x，則28.96 g樣品中NH₄HSO₄的物質(zhì)的量為x，據(jù)題意，得

x+mol=x+mol

x=0.12 mol

n(NaOH)=0.12 mol+=0.30 mol

c(NaOH)==6 mol·L^-1

由SO₂+2NaOH====Na₂SO₃+H₂O①

SO₂+NaOH====NaHSO₃②

≤時(shí)，只發(fā)生反應(yīng)①，n(NaHSO₃)=0

＜＜1時(shí)，發(fā)生反應(yīng)①②，Na₂SO₃、NaHSO₃共存，沒物質(zhì)的量分別為x、y，據(jù)Na、S守恒得

解得y=2n(SO₂)-n(NaOH)

若≥1時(shí)，SO₂過量，按NaOH計(jì)算NaHSO₃的物質(zhì)的量。