Question

實(shí)驗(yàn)室可由多條途徑得到SO₂．
方法一：Na₂SO₃溶液與硫酸反應(yīng)可以制得SO₂，其化學(xué)方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O
方法二：銅與濃硫酸反應(yīng)可以制得SO₂，其化學(xué)方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
（1）如果要在實(shí)驗(yàn)室制取SO₂，選用上述兩種方法中的哪種更合理，你的理由是

 

．
（2）海波（Na₂S₂O₃?5H₂O）也能與硫酸反應(yīng)制得SO₂
（Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O）．工業(yè)制得的海波中可能含有Na₂SO₃．取三份質(zhì)量不同的樣品，分別加入100g濃度相同的硫酸溶液后，過濾出硫黃，微熱使SO₂全部逸出，測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表．

	第一份	第二份	第三份
樣品質(zhì)量（g）	10.00	20.00	40.00
SO2質(zhì)量（g）	1.28	2.56	3.2
硫的質(zhì)量（g）	0.480	0.960	1.28

試計(jì)算：
①硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

②樣品中質(zhì)量比m（Na₂S₂O₃?5H₂O）：m（Na₂SO₃）=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡單計(jì)算,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：物質(zhì)的制備

分析：（1）根據(jù)經(jīng)濟(jì)性原則，從消耗硫酸的量分析；
（2）①先根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知第三份的反應(yīng)中硫酸不足，然后根據(jù)硫酸不足的反應(yīng)數(shù)據(jù)計(jì)算出硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
②第一份中硫酸過量，樣品中的Na₂S₂O₃?5H₂O和亞硫酸鈉完全反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)生成的硫的質(zhì)量及二氧化硫的物質(zhì)的量計(jì)算出樣品中Na₂S₂O₃?5H₂O和亞硫酸鈉的質(zhì)量之比．

解答：解：（1）制備等量的二氧化硫，方法（1）消耗的硫酸少；
（2）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，第一、第二份樣品硫酸過量，而第三份樣品硫酸不足，因此根據(jù)低三份反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化硫，設(shè)硫酸的質(zhì)量為x
Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O，
          98          64
           x          3.2g
 

98

x

=

64

3.2g

     x=4.9g
硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

4.9g

100g

×100%=4.9%
②第一份中硫酸過量，設(shè)產(chǎn)生硫需要Na₂S₂O₃的質(zhì)量為x，同時產(chǎn)生二氧化硫的質(zhì)量為y
Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O可知，
  158                 64  32
   x                  y   0.480g

158

x

=

32

0.480g

   x=2.37g    
則依據(jù)Na₂S₂O₃?5H₂O～Na₂S₂O₃的關(guān)系設(shè)Na₂S₂O₃?5H₂O的質(zhì)量為m
         248          158   
         m             2.37g

248

m

=

158

2.37g

    m=3.72g 
 

64

y

=

32

0.480g

    y=0.96g
因此Na₂SO₃反應(yīng)產(chǎn)生二氧化硫的質(zhì)量為：1.28g-0.96g=0.32g
設(shè)亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生0.32g的二氧化硫需要Na₂SO₃的質(zhì)量為z，
Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O
126                 64
z                   0.32g

126

z

=

64

0.32g

   z=0.63g
因此m（Na₂S₂O₃?5H₂O）：m（Na₂SO₃）=3.72g：0.63g=124：21
 故答案為：①4.9%；②124：21．

點(diǎn)評：本題考查二氧化硫的制備以及測定某海波樣品的成分，題目難度較大，側(cè)重了對學(xué)生實(shí)驗(yàn)答題能力的培養(yǎng)和方法與技巧的指導(dǎo)和訓(xùn)練，有利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和應(yīng)試能力，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)．