Question

18．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可用于制亞硫酸鹽或硫酸．
通過計(jì)算回答下列問題：
（1）取1.56g閃鋅礦樣品，在空氣中高溫加熱（雜質(zhì)不反應(yīng)），充分反應(yīng)后，冷卻，得到殘留固體的質(zhì)量為1.32g．求樣品中含硫化鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（結(jié)果保留2位小數(shù)）
（2）分別向200mL不同濃度的NaOH溶液A和B中慢慢通入4.48LSO₂氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），結(jié)果SO₂氣體全部被吸收．將反應(yīng)后的溶液隔絕空氣小心蒸干（不考慮酸式鹽的分解），最后分別得到無水晶體23g和26.8g．求原NaOH溶液A和B的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

分析 （1）閃鋅礦（主要成份為ZnS）在空氣中高溫加熱閃鋅礦生成ZnO和SO₂，根據(jù)固體質(zhì)量差量法來計(jì)算即可；
（2）SO₂與氫氧化鈉反應(yīng)都生成Na₂SO₃，可通過化學(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，并求濃度．

解答 解：（1）設(shè)ZnS的質(zhì)量是x，則
2ZnS+3O₂=2ZnO+2SO₂   減少的固體質(zhì)量
194       161          32
x                    1.56-1.32
  即$\frac{194}{x}=\frac{32}{1.56-1.32}$  解得x=1.455g，所以ZnS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{1.445}{1.56}$=92.63%，
答：樣品中含硫化鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)92.63%；
（2）n（SO₂）=$\frac{4.48}{22.4}$=0.2mol
①假設(shè)都生成Na₂SO₃ SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O
                                        1                     126 
                                       0.2                   25.2
故假設(shè)都生成Na₂SO₃ 的質(zhì)量為25.2g    
②假設(shè)都生成NaHSO₃ SO₂+NaOH═NaHSO₃
                                       1                     104
                                      0.2                   20.8
 
故假設(shè)都生成NaHSO₃的質(zhì)量為20.8g
A．當(dāng)無水晶體23g時(shí)介于  20.8g～25.2g之間，故無水晶體為Na₂SO₃和 NaHSO₃
設(shè)Na₂SO₃和 NaHSO₃分別為xmol和ymol，根據(jù)硫原子守恒得n（SO₂）=n（Na₂SO₃）+n（NaHSO₃）=x+y=0.2①
126x+104y=23②
由①②解得x=0.1，y=0.1，根據(jù)鈉元素守恒，故n（NaOH）=2n（Na₂SO₃）+n（NaHSO₃）=2x+y=0.3mol，故c（NaOH）=$\frac{0.3mol}{0.2}$=0.15mol/L，
B..當(dāng)無水晶體26g時(shí)不介于  20.8g～25.2g之間，故NaOH過量只發(fā)生此反應(yīng)SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O
                                                                                                                   1         80          126  
                                                                                                                   0.2       16          25.2
m剩（NaOH）=26-25.6=1.4g，m（NaOH）=16+1.4=17.4g，c（NaOH）=$\frac{\frac{17.4}{40}}{0.2}$=2.175mol/L
答：求原NaOH溶液A和B的物質(zhì)的量濃度分別為0.15mol/L和2.175mol/L．

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