为了防治环境污染并对尾气综合利用,某硫酸厂用氨水吸收尾气中的
为了防治环境污染并对尾气综合利用,某硫酸厂用氨水吸收尾气中的SO
2,再向吸收液中加入浓硫酸,以制取高浓度的SO
2及(NH
4)
2SO
4和NH
4HSO
4固体。
为测定上述(NH4)2SO4和NH4HSO4固体混合物的组成,现称取该样品四份,分别加入相同浓度的NaOH溶液各40.00 mL,加热至120 ℃左右,使氨气全部逸出〔(NH4)2SO4和NH4HSO4的分解温度均高于200 ℃〕,测得有关实验数据如下(标准状况):
实验序号 | 样品的质量/g | NaOH溶液的体积/mL | 氨气的体积/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)实验过程中有关反应的离子方程式为__________________。
(2)由Ⅰ组数据直接推测:标准状况下3.7 g样品进行同样实验时,生成氨气的体积为________L。
(3)试计算该混合物中(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量之比。
(4)欲计算该NaOH溶液的物质的量浓度应选择第________组数据,由此求得NaOH溶液的物质的量浓度为___________。
解析:(2)由数据Ⅰ和Ⅱ,
=
可知:m(样品)≤14.8 g时,NaOH足量,样品质量与氨气体积之比为定值,则V(NH3)=
=0.84 L。
(3)设7.4 g样品中(NH4)2SO4的物质的量为x,NH4HSO4的物质的量为y。
则有
解得x=0.0125 mol,y=0.05 mol
n〔(NH4)2SO4〕∶n(NH4HSO4)=0.0125∶0.05=1∶4。
(4)由上面计算可得Ⅲ组在Ⅰ组基础上扩大了3倍,即n〔(NH4)2SO4〕=0.0375 mol,n〔NH4HSO4〕=0.15 mol。首先发生反应:H++OH-====H2O
再发生:NH
+OH-
NH3↑+H2O
故OH-总共为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