Question

5．閃鋅礦（主要成份為ZnS）是含鋅主要礦物之一，高溫加熱閃鋅礦生成ZnO和SO₂．ZnO用于冶煉金屬鋅，SO2可制亞硫酸鹽或硫酸．計(jì)算回答下列問(wèn)題（保留2位小數(shù)）
將標(biāo)況下4.48L SO₂氣體慢慢通入200mL一定濃度NaOH溶液中，SO₂氣體全部被吸收，將反應(yīng)后的溶液在空氣中小心蒸干（不考慮酸式鹽的分解），得到不超過(guò)兩種物質(zhì)的無(wú)水晶體26.8g．通過(guò)計(jì)算確定所得晶體的成分與物質(zhì)的量．

Answer 1

分析 SO₂與氫氧化鈉反應(yīng)都生成Na₂SO₃，可通過(guò)化學(xué)方程式的計(jì)算得出其質(zhì)量，SO₂與氫氧化鈉反應(yīng)都生成NaHSO₃，可通過(guò)化學(xué)方程式的計(jì)算得出其質(zhì)量，比較極限反應(yīng)獲得固體質(zhì)量和實(shí)際質(zhì)量之間的關(guān)系可以進(jìn)行討論，在根據(jù)S元素守恒和質(zhì)量關(guān)系計(jì)算各自的量的多少即可．

解答 解：若4.48L即0.2mol標(biāo)況下的SO₂與氫氧化鈉反應(yīng)都生成Na₂SO₃，可通過(guò)化學(xué)方程式的計(jì)算得出其質(zhì)量，SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，生成Na₂SO₃25.2g，若4.48L即0.2mol標(biāo)況下的SO₂與氫氧化鈉反應(yīng)都生成NaHSO₃，SO₂+NaOH═NaHSO₃，生成的NaHSO₃質(zhì)量為20.8g，所以最后得到的無(wú)水晶體不可能是這兩種物質(zhì)形成的混合物，也不可能是其中之一，由此其組成可能是Na₂SO₃和反應(yīng)沒(méi)有完全消耗掉的NaOH，在蒸干過(guò)程中，亞硫酸鹽會(huì)被空氣中氧氣氧化為硫酸鹽，亞硫酸氫鹽會(huì)被氧化為硫酸氫鹽，所以所得晶體還可以是或是亞硫酸鈉、硫酸鈉的混合物；或是亞硫酸氫鈉、硫酸鈉的混合物；或是硫酸鈉、硫酸氫鈉的混合物，若晶體組成是Na₂SO₃和反應(yīng)沒(méi)有完全消耗掉的NaOH此混合物中的氫氧化鈉質(zhì)量為26.8-25.2=1.6g，其物質(zhì)的量為0.04mol，如果是亞硫酸鈉、硫酸鈉的混合物，硫酸鈉是亞硫酸鈉的氧化產(chǎn)物，根據(jù)硫元素守恒以及晶體質(zhì)量之和是26.8g，解得他們各自的物質(zhì)的量均是0.1mol，同理可得，如果是硫酸鈉和亞硫酸氫鈉的混合物，物質(zhì)的量分別是0.042mol、0.158mol，如果是硫酸鈉、硫酸氫鈉的混合物，物質(zhì)的量分別是0.127mol、0.073mol，
答：所得所得晶體的成分與物質(zhì)的量為
$\left\{\begin{array}{l}{n（N{a}_{2}S{O}_{4}）=0.20mol}\\{n（NaOH）=0.04mol}\end{array}\right.$，$\left\{\begin{array}{l}{n（N{a}_{2}S{O}_{3}）=0.10mol}\\{n（N{a}_{2}S{O}_{4}）=0.10mol}\end{array}\right.$，$\left\{\begin{array}{l}{n（NaHS{O}_{3}）=0.042mol}\\{n（N{a}_{2}S{O}_{4}）=0.158mol}\end{array}\right.$，$\left\{\begin{array}{l}{n（N{a}_{2}S{O}_{4}）=0.127mol}\\{n（NaHS{O}_{4}）=0.073mol}\end{array}\right.$．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道關(guān)于元素以及化合物的計(jì)算題，多種解題思想：元素守恒、極限反應(yīng)的靈活應(yīng)用是解題的關(guān)鍵，難度大．