Question

(1997年上海，36)接觸法制硫酸排放的尾氣中含少量的SO₂，為防止污染大氣，在排放前設法進行綜合利用。

(1)某硫酸廠每天排放的10000 m³尾氣中含0.2%(體積分數(shù))的SO₂，問用NaOH溶液、石灰及O₂處理后，假設硫元素不損失，理論上可得到多少千克石膏(CaSO₄·2H₂O)?

(2)如果將一定體積的尾氣通入100 mL 2 mol·L^－1的NaOH溶液中使其完全反應，經(jīng)測定所得溶液含16.7 g溶質。試分析該溶液的成分，并計算確定各成分的物質的量。

(3)工廠在尾氣處理制石膏的過程中，中間產物是NaHSO₃。調節(jié)尾氣排放的流量，以取得SO₂與NaOH間物質的量的最佳比值，從而提高亞硫酸氫鈉的產量�，F(xiàn)設n(SO₂)、n(NaOH)、n(NaHSO₃)分別表示SO₂、NaOH和NaHSO₃的物質的量，且，試寫出x在不同取值范圍時，n(NaHSO₃)的值或n(NaHSO₃)與n(SO₂)、n(NaOH)間的關系式。

x	n(NaHSO3)

Answer 1

答案：

（1）153.6Kg

（2）該溶液成份為Na₂SO₃和NaHSO₃  NaHSO₃0.1摩，Na₂SO₃0.05摩

（3）

X=
X≤1/2	0
1/2	=2-
X≥1	=

 

本題較好地體現(xiàn)了《考試說明》的要求，側重考查學生的綜合應用能力，設計頗具特色。本題的三大特色是：計算與推斷相結合；數(shù)學和化學的綜合應用；化學知識與環(huán)保相互聯(lián)系。因此，反映出了高考化學計算命題的發(fā)展趨勢和特點。解題過程如下：

(1)由硫原子守恒可得關系式

SO₂          ～       CaSO₄·2H₂O

22.4 L                    172 g

1×10⁴×10³×0.2% L  m(CaSO₄·2H₂O)×10^－3

解之得 m(CaSO₄·2H₂O)=153.6 kg

(2)要運用極端假設法進行推斷，溶液中可能發(fā)生兩個反應：

SO₂+2NaOH====Na₂SO₃+H₂O            ①

SO₂+NaOH====NaHSO₃                 ②

假設按反應①進行，產物為Na₂SO₃，m(Na₂SO₃)=12.6 g

設按反應②進行，產物為NaHSO₃，m(NaHSO₃)=20.8 g

由于20.8＞16.7＞12.6，所以溶質成分為Na₂SO₃和NaHSO₃的混合物。

設混合物中NaHSO₃的物質的量為x,Na₂SO₃的物質的量為y

解之得x=0.1 mol, y=0.05 mol

(3)可借用數(shù)軸進行分析討論：

根據(jù)反應(1)和(2)可確定和兩個界點。

反應  (1)            (1)和(2)        (2)

產物 

的取值     

討論結果為

X=
X≤1/2	0
1/2	=2-
X≥1	=