Question

【題目】硫酸是一種重要的化工原料。接觸法生產(chǎn)的硫酸產(chǎn)品有98％的硫酸、20％的發(fā)煙硫酸（H2SO4和SO3的混合物，其中SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2）。

完成下列計算：

（1）若不計生產(chǎn)過程的損耗，__________m3 SO2（折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況）經(jīng)充分轉(zhuǎn)化、吸收，可產(chǎn)出1噸 98%的硫酸（密度為1.84g/mL）。若98％的硫酸可表示為SO3H2O，20％的發(fā)煙硫酸可表示為SO3aH2O，則a的值為 ___________（用分?jǐn)?shù)表示）。

（2）鋁和鋁的化合物在社會生產(chǎn)和人類生活中也有著重要的作用�，F(xiàn)有甲、乙兩瓶無色溶液，已知它們可能是Na[Al（OH）4]溶液和H2SO4溶液。現(xiàn)經(jīng)實驗獲得如下數(shù)據(jù)：

（已知：2Na[Al（OH）4]+H2SO4→2Al（OH）3↓+Na2SO4+2H2O）

組別	甲（mL）	乙（mL）	沉淀的物質(zhì)的量（mol）
①	140	10	0.02
②	10	140	0.02
③	20	560	0.04

請通過必要的計算推斷過程回答：乙溶液中的溶質(zhì)是什么________？其物質(zhì)的量濃度為多少________？

Answer 1

【答案】224 乙為Na[Al（OH）4]溶液 濃度為：8.5 mol·L-1

【解析】

（1）根據(jù)SO2～SO3～H2SO4可知需要二氧化硫的體積為=2.24×105L=224m3；20%的發(fā)煙H2SO4表示為SO3aH2O，即為：aH2SO4·（1-a）SO3，因為20％的發(fā)煙硫酸（H2SO4和SO3的混合物，其中SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2），根據(jù)20%的硫酸中H2SO4和SO3的質(zhì)量關(guān)系可得：98a：80(1-a)=(1-20%)：20%，解得：a=，故答案為：；

（2）假設(shè)乙為H2SO4，由于Al（OH）3能溶于硫酸，則①到②過程中Na[Al（OH）4]減少，H2SO4增加的過程中，生成沉淀必然減少，但實際情況生成沉淀沒有減少，說明假設(shè)錯誤，乙為Na[Al（OH）4]；②到③的過程中硫酸增加一倍，Na[Al（OH）4]增加多于一倍，而沉淀剛好多了一倍，說明②③中Na[Al（OH）4]過量，硫酸完全反應(yīng)，根據(jù)②結(jié)合方程式2Na[Al（OH）4]+H2SO4→2Al（OH）3↓+Na2SO4+2H2O可知10mL硫酸溶液中硫酸的物質(zhì)的量是0.01mol，則①中硫酸總量為0.01mol×14=0.14mol，H+總物質(zhì)的量=0.28mol，在①中發(fā)生的反應(yīng)有兩個：4H++[Al（OH）4]-=Al3++4H2O、Al3++3[Al（OH）4]-=4Al（OH）3↓，由方程式可知①中Na[Al（OH）4]總物質(zhì)的量= 0.07mol+0.15mol=0.085mol，所以其濃度是 mol·L-1，故答案為：乙為Na[Al（OH）4]溶液，濃度為：8.5 mol·L-1。