Question

在標準狀況下，將500mL二氧化硫和氧氣的混合氣體通過灼熱的催化劑層后，體積變?yōu)?50mL（折算為標準狀況）．將此450mL氣體通過足量的氫氧化鈉溶液后，溶質(zhì)質(zhì)量增加0.985g，計算原混合氣體中二氧化硫的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應的計算

專題：計算題

分析：發(fā)生反應2SO₂+O₂

催化劑 .

△

2SO₃，根據(jù)體積變化，利用差量法計算參加反應二氧化硫的體積、生成的三氧化硫的體積，再通過氫氧化鈉溶液發(fā)生反應：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，SO₃+2NaOH=Na₂SO₄+H₂O，利用差量法計算SO₃反應導致溶質(zhì)質(zhì)量增重，進而計算SO₂反應導致溶質(zhì)質(zhì)量增重，再利用差量法計算與氫氧化鈉反應的SO₂的質(zhì)量，據(jù)此解答．

解答： 解：將500mL二氧化硫和氧氣的混合氣體通過灼熱的催化劑層后，體積變?yōu)?50mL（標準狀況），則：
2SO₂+O₂

催化劑 .

△

2SO₃  體積變化△V
2    1          2           1
x               y    （500-450）mL=50mL
故x=y=2×50mL=100mL，
SO₃的物質(zhì)的量=

0.1L

22.4L/mol

=

1

224

mol，其質(zhì)量=

1

224

mol×80g/mol=

5

14

g，則：
SO₃+2NaOH=Na₂SO₄+H₂O  溶質(zhì)質(zhì)量增重
80                     142-80=62

5

14

g                      a
a=

5 14 g×62

80

=0.277g，
故SO₂反應導致溶質(zhì)質(zhì)量增重=0.985-0.277g=0.708g，
SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O   溶質(zhì)質(zhì)量增重
64                     126-80=46
m                         0.708g
所以m=

64×0.708g

46

=0.985g，SO₂的物質(zhì)的量=

0.985g

64g/mol

=0.0154mol，
根據(jù)硫元素守恒可知，故原混合氣體中SO₂的物質(zhì)的量=0.0154mol+

1

224

mol=0.0199，0.0199mol×64g/mol=1.2736g，
氧氣的物質(zhì)的量=

0.5L

22.4/mol

-0.0199mol=0.0024mol，其質(zhì)量=0.0024mol×32g/mol=0.0768g，
故原混合氣體中SO₂的質(zhì)量分數(shù)=

1.2736g

1.2736g+0.0768g

×100%=94.31%，
答：原混合氣體中二氧化硫的質(zhì)量分數(shù)為94.31%．

點評：本題考查混合物計算，充分利用差量法計算，注意題目中溶質(zhì)的質(zhì)量增重，不是溶液質(zhì)量增重，題目過程復雜，計算量很大，為易錯題目，難度較大．