Question

白色粉末A由NaNO₃、Na₂SO₃、Na₂SO₄三種物質中的一種或幾種混合而成．取A樣品，投入100mL 2.2mol/L硫酸（過量）中，使它們在密閉容器中充分反應．反應后測得，反應中產生的896mL（標準狀況下）純凈的無色氣體不能使品紅溶液褪色，該氣體遇空氣變為紅棕色；反應后的溶液中只含有一種酸根陰離子，且其物質的量濃度為3.1mol/L．（設反應后溶液的體積仍為100mL）
（1）反應后溶液中酸根陰離子的化學式為______．
（2）原A樣品中含有的各物質的物質的量分別為？（要求寫出簡單運算過程）

Answer 1

解：（1）取A樣品，投入100mL 2.2mol/L硫酸（過量）中，使它們在密閉容器中充分反應．反應后測得，反應中產生的896mL（標準狀況下）純凈的無色氣體不能使品紅溶液褪色，該氣體遇空氣變為紅棕色，分析判斷純凈的無色氣體不是二氧化硫，再遇空氣變為紅棕色；證明無色氣體為NO；證明混合后發生的反應是酸性溶液中亞硫酸根離子被硝酸根離子氧化為硫酸根離子；據反應2NO₃^-+2H⁺+3SO₃^2-=3SO₄^2-+2NO↑+H₂O可知反應后溶液中酸根陰離子為SO₄^2-；
故答案為：SO₄^2-；
（2）反應中增加的SO₄^2-：3.1 mo1?L^-1×0.1L-2.2 mo1?L^-1×0.1L=0.090 mol，產生的無色氣體為NO，其物質的量為0.040mol；
據反應2NO₃^-+2H⁺+3SO₃^2-=3SO₄^2-+2NO↑+H₂O可知Na₂SO₃為0.060 mol．
2NO₃^-+2H⁺+3SO₃^2-=3SO₄^2-+2NO↑+H₂O
3 mol 2 mol
x 0.040 mol
解得x=0.060 mol
依據SO₄^2-守恒，一定還有Na₂SO₄0.030 mol
原A樣品中含有NaNO₃0.040 mol、Na₂SO₃0.060 mol、Na₂SO₄0.030 mol；
答：A樣品中含有NaNO₃0.040 mol、Na₂SO₃0.060 mol、Na₂SO₄0.030 mol；
分析：取A樣品，投入100mL 2.2mol/L硫酸（過量）中，使它們在密閉容器中充分反應．反應后測得，反應中產生的896mL（標準狀況下）純凈的無色氣體不能使品紅溶液褪色，該氣體遇空氣變為紅棕色，分析判斷純凈的無色氣體不是二氧化硫，再遇空氣變為紅棕色；證明無色氣體為NO；證明混合后發生的反應是酸性溶液中亞硫酸根離子被硝酸根離子氧化為硫酸根離子；反應后的溶液中只含有一種酸根陰離子，依據反應產物得到陰離子為硫酸根離子；其物質的量濃度為3.1mol/L．（設反應后溶液的體積仍為100mL）．
點評：本題考查了物質檢驗的方法，物質性質的分析應用，化學方程式的計算應用，離子守恒的計算分析，題目難度中等．