Question

為了防治環境污染并對尾氣進行綜合利用，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，以回收高濃度的SO₂并得到副產品化肥(NH₄)₂SO₄和NH₄HSO₄。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40.00mL，加熱至120℃左右，使氨氣全部逸出［已知：(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

（1）測定過程中有關反應的離子方程式為

_____________________________                                             。

（2）3.7g該樣品進行同樣實驗時，生成的氨氣在標準狀況下體積為__________L。

（3）試求算該混合物中(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，并由此計算NaOH溶液的物質的量濃度，寫出計算過程。

 

Answer 1

【答案】

（1）H⁺ + OH^- → H₂O ， NH₄⁺ + OH^- NH₃↑+ H₂O

（2）0.84 L

（3）1∶4

（4）Ⅲ

【解析】（1）H⁺ + OH^- → H₂O ， NH₄⁺ + OH^- NH₃↑+ H₂O ；（各1分）

（2）0.84 L （2分）

（由數據Ⅰ和Ⅱ  7.4 g/1.68 L = 14.8 g/3.36 L可知：當樣品質量≤14.8 g時，NaOH足量，即樣品質量與氨氣體積比為定值，則V(NH₃)=3.7 g×1.68 L/7.4 g=0.84 L）

（3）設 (NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₄物質的量分別為x、y，則

 

132x＋115y＝7.4g

聯立解這個方程組得：x＝0.0125mol ， y＝0.05mol 　　

      故n [ (NH₄)₂SO₄] ∶n[NH₄HSO₄]=1∶4   （3分）

 （4）Ⅲ  （1分）

22.2g樣品中含NH₄HSO₄物質的量為：。（1分）

根據發生反應的先后順序：H⁺ + OH^- → H₂O， NH₄⁺ + OH^- NH₃↑+ H₂O，

求得n(NaOH)=0.15mol+=0.2mol（1分）

c(NaOH)=（1分）