Question

18．往一定量NaOH溶液中通入標況下體積為4.48升的SO₂氣體，氣體完全被吸收，然后在低溫下蒸發(fā)溶液，得白色固體A．
（1）推測此白色固體A所有可能的組成，將其化學(xué)式填入下表：

編    號	①	②	③	④
組成A的物質(zhì)的化學(xué)式

（2）若A的質(zhì)量為23g，通過計算確定組成A的物質(zhì)及其質(zhì)量．（寫出推導(dǎo)過程）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)SO₂氣體和NaOH溶液量的相對多少來分析白色固體的可能組成；
（2）標況下體積為4.48升的SO₂氣體的物質(zhì)的量為n=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，根據(jù)0.2mol二氧化硫能完全被吸收來討論．
當0.2molSO₂完全被吸收恰好生成Na₂SO₃時，得到Na₂SO₃的物質(zhì)的量為0.2mol，質(zhì)量為m=nM=0.2mol×126g/mol=25.2g；
當0.2molSO₂完全被吸收恰好生成NaHSO₃時，得到NaHSO₃的物質(zhì)的量為0.2mol，質(zhì)量為m=nM=0.2mol×104g/mol=20.8g；
而所得固體A的質(zhì)量為23g，介于25.2g到20.8g之間，故所得的固體為NaHSO₃和Na₂SO₃的混合物，據(jù)此分析．

解答 解：（1）當通入的$\frac{n（NaOH）}{n（S{O}_{2}）}$=$\frac{2}{1}$時，兩者恰好完全反應(yīng)生成Na₂SO₃；當通入的$\frac{n（NaOH）}{n（S{O}_{2}）}$=$\frac{1}{1}$時，兩者恰好完全反應(yīng)生成NaHSO₃．
當通入的$\frac{n（NaOH）}{n（S{O}_{2}）}$＞$\frac{2}{1}$時，NaOH過量，得到的是NaOH和Na₂SO₃的混合物；
當通入的$\frac{2}{1}$＞$\frac{n（NaOH）}{n（S{O}_{2}）}$＞$\frac{1}{1}$時，得到的是Na₂SO₃和NaHSO₃的混合物，故白色固體的可能組成為：①NaHSO₃；②NaHSO₃、Na₂SO₃；③Na₂SO₃；④Na₂SO₃、NaOH；
故答案為：①NaHSO₃；②NaHSO₃、Na₂SO₃；③Na₂SO₃；④Na₂SO₃、NaOH；
（2）標況下體積為4.48升的SO₂氣體的物質(zhì)的量為n=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，根據(jù)0.2mol二氧化硫能完全被吸收來討論．
當0.2molSO₂完全被吸收恰好生成Na₂SO₃時，得到Na₂SO₃的物質(zhì)的量為0.2mol，質(zhì)量為m=nM=0.2mol×126g/mol=25.2g；
當0.2molSO₂完全被吸收恰好生成NaHSO₃時，得到NaHSO₃的物質(zhì)的量為0.2mol，質(zhì)量為m=nM=0.2mol×104g/mol=20.8g；
而所得固體A的質(zhì)量為23g，介于25.2g到20.8g之間，故所得的固體為NaHSO₃和Na₂SO₃的混合物．
設(shè)23g混合物中NaHSO₃和Na₂SO₃的物質(zhì)的量分別為xmol和ymol，則根據(jù)S原子的守恒可知：
x+y=0.2mol  ①
104g/mol×xmol+126g/mol×ymol=23g  ②
解得x=0.1mol
y=0.1mol
則NaHSO₃的質(zhì)量m=nM=0.1mol×104g/mol=10.4g
則Na₂SO₃的質(zhì)量m=nM=0.1mol×126g/mol=12.6g．
答：固體的組成為NaHSO₃和Na₂SO₃的混合物，兩者的質(zhì)量分別為10.4g和12.6g．

點評 本題是一道關(guān)于元素以及化合物的計算題，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．