工业制硫酸的尾气中含较多的SO2，为防止污染空气，回收利用SO2，工业上常用氨水吸收法处理尾气．某校化学

Question

工业制硫酸的尾气中含较多的SO2，为防止污染空气，回收利用SO2，工业上常用氨水吸收法处理尾气．某校化学兴趣小组的同学为确定该方法所得固体的成分，称取该固体四份，溶于水后，分别逐滴加入相同浓度的硫酸溶液50mL，产生SO2的体积（标准状况）如下表（实验时设法使水中溶解的SO2几乎完全逸出）： 实验组别 ① ② ③ ④ 硫酸溶液的体积（mL） 50 50 50 50 盐的质量（g） 9.260 13.890 20.835 32.410 二氧化硫的体积（mL） 1344 2016 3024 2464（1）上述四组实验中，SO2体积与固体的质量之比相同的组别有______；由第①组实验中的SO2体积与固体的质量之比，可以推算用6.945g该固体进行同样的实验时，产生SO2______mL（标准状况）；根据表中______两组数据变化可确认该固体中一定含有（NH4）2SO3．（2）另取9.260g该固体与足量的熟石灰共热，收集到标准状况的氨气的体积为3136mL，则该固体的成分除（NH4）2SO3外还有______（填化学式），该实验中使用的硫酸的物质的量浓度为______．

Answer 1

（1）根据表中的数据，第①组实验中SO₂体积与固体的质量之比1344：9.26=145.14，第②组实验中SO₂体积与固体的质量之比2016：13.89=145.14，第③组实验中SO₂体积与固体的质量之比3024：20.835=145.14，第④组实验中固体质量增大，生成气体体积减小，SO₂体积与固体的质量之比小于145.14，故第①②③实验中SO₂体积与固体的质量之比相同；
第①组实验中的SO₂体积与固体的质量之比，可以推算用6.945g该固体进行同样的实验时，产生SO₂的体积为

6.945g

9.26g

×1344mL=1008mL；
由数据可知第①组实验中固体完全反应由③④可知，增大固体的质量，产生二氧化硫的体积减小，说明④中盐过量，有一部分没有转化为二氧化硫，故盐中含有（NH₄）₂SO₃，
故答案为：①②③；1008；③④；
（2）9.260g该固体与足量的熟石灰共热，收集到标准状况的氨气的体积为3136mL，9.260g固体中含有n（NH₄⁺）=

3.136L

22.4L/mol

=0.14mol．第①组实验中生成的二氧化硫的体积为

1.344L

22.4L/mol

=0.06mol，第④组中硫酸一定没有剩余，反应后所得溶液中含（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₃，故第④组中固体含S（生成二氧化硫）为

32.410g

9.260g

×0.06mol=0.21mol，含有的NH₄⁺为

32.410g

9.260g

×0.14mol=0.49mol，由于n（NH₄⁺）：n[S（生成二氧化硫）]：=0.49mol：0.21mol＞2：1，故固体中含有（NH₄）₂SO₄，若为（NH₄）₂SO₃、（NH₄）₂SO₄混合，则n[（NH₄）₂SO₃]=0.21mol，所以n[（NH₄）₂SO₄]=

0.49mol?0.21mol×2

2

=0.035mol，二者质量之和为0.21mol×116g/mol+0.035mol×132g/mol=28.98g＜32.410g，
故固体中还含有NH₄HSO₃，故原固体含有（NH₄）₂SO₃、（NH₄）₂SO₄、NH₄HSO₃；
设9.260 g固体中（NH₄）₂SO₃、NH₄HSO₃、（NH₄）₂SO₄的物质的量分别为x、y、z，则：
生成二氧化硫的物质的量为0.06mol，故x+y=0.06，
生成的氨气的物质的量为0.14mol，gu 2x+y+z=0.14，
三者的质量之和为9.26g，故116x+99y+132z=9.26 g，
联立方程解得：x=0.04 mol y=0.02 mol  z=0.02 mol．
第④组中硫酸一定没有剩余，反应后所得溶液中含（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₃，生成的二氧化硫为

2.464L

22.4L/mol

=0.11mol，故反应后所得溶液中含NH₄HSO₃为0.21mol-0.11mol=0.1mol，则据电荷守恒得，所得溶液中含SO₄^2-的物质的量为：

0.49mol?0.1mol

2

=0.195mol，原固体中含（NH₄）₂SO₄的0.02 mol×

32.410g

9.260g

=0.07 mol，所以H₂SO₄的物质的量为0.195 mol-0.07 mol=0.125 mol，故c（H₂SO₄）=

1.25mol

0.05L

=2.5 mol?L^-1，
故答案为：（NH₄）₂SO₄、NH₄HSO₃；2.5 mol?L^-1．