Question

為了防治環境污染并對尾氣綜合利用，某硫酸廠用氨水吸收尾氣中的SO₂，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。

為測定上述（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄固體混合物的組成，現稱取該樣品四份，分別加入相同濃度的NaOH溶液各40.00 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 ℃〕，測得有關實驗數據如下（標準狀況）：

實驗序號	樣品的質量/g	NaOH溶液的體積/mL	氨氣的體積/L
Ⅰ	7.4	40.00	1.68
Ⅱ	14.8	40.00	3.36
Ⅲ	22.2	40.00	1.12
Ⅳ	37.0	40.00	0.00

（1）實驗過程中有關反應的離子方程式為__________________。

（2）由Ⅰ組數據直接推測：標準狀況下3.7 g樣品進行同樣實驗時，生成氨氣的體積為________L。

（3）試計算該混合物中（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄的物質的量之比。

（4）欲計算該NaOH溶液的物質的量濃度應選擇第________組數據，由此求得NaOH溶液的物質的量濃度為___________。

Answer 1

解析：（2）由數據Ⅰ和Ⅱ，＝可知：m（樣品）≤14.8 g時，NaOH足量，樣品質量與氨氣體積之比為定值，則V（NH₃）＝＝0.84 L。

（3）設7.4 g樣品中（NH₄）₂SO₄的物質的量為x，NH₄HSO₄的物質的量為y。

則有

解得x＝0.0125 mol，y＝0.05 mol

n〔（NH₄）₂SO₄〕∶n（NH₄HSO₄）＝0.0125∶0.05＝1∶4。

（4）由上面計算可得Ⅲ組在Ⅰ組基礎上擴大了3倍，即n〔（NH₄）₂SO₄〕＝0.0375 mol，n〔NH₄HSO₄〕＝0.15 mol。首先發生反應：H^＋＋OH^－====H₂O

再發生：NH＋OH^－NH₃↑＋H₂O

故OH^－總共為0.15 mol＋0.05 mol＝0.2 mol

c（NaOH）＝＝5 mol·L^－1。

答案：（1）H^＋＋OH^－====H₂O、NH＋OH^－NH₃↑＋H₂O

（2）0.84  （3）1∶4  （4）Ⅲ  5.0 mol·L^－1