Question

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

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
（1）如果要在實驗室制取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，測得實驗數據如下表．

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

試計算：
①硫酸的質量分數是

 

②樣品中質量比m（Na₂S₂O₃?5H₂O）：m（Na₂SO₃）=

 

．

Answer 1

考點：物質的相互轉化和制備,有關溶質質量分數的簡單計算,根據化學反應方程式的計算

專題：物質的制備

分析：（1）根據經濟性原則，從消耗硫酸的量分析；
（2）①先根據表中數據可知第三份的反應中硫酸不足，然后根據硫酸不足的反應數據計算出硫酸的質量分數；
②第一份中硫酸過量，樣品中的Na₂S₂O₃?5H₂O和亞硫酸鈉完全反應，根據反應生成的硫的質量及二氧化硫的物質的量計算出樣品中Na₂S₂O₃?5H₂O和亞硫酸鈉的質量之比．

解答：解：（1）制備等量的二氧化硫，方法（1）消耗的硫酸少；
（2）①根據表中數據可知，第一、第二份樣品硫酸過量，而第三份樣品硫酸不足，因此根據低三份反應產生的二氧化硫，設硫酸的質量為x
Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O，
          98          64
           x          3.2g
 

98

x

=

64

3.2g

     x=4.9g
硫酸的質量分數為：

4.9g

100g

×100%=4.9%
②第一份中硫酸過量，設產生硫需要Na₂S₂O₃的質量為x，同時產生二氧化硫的質量為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Na₂S₂O₃?5H₂O～Na₂S₂O₃的關系設Na₂S₂O₃?5H₂O的質量為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反應產生二氧化硫的質量為：1.28g-0.96g=0.32g
設亞硫酸鈉與硫酸反應產生0.32g的二氧化硫需要Na₂SO₃的質量為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，側重了對學生實驗答題能力的培養(yǎng)和方法與技巧的指導和訓練，有利于提高學生的實驗設計能力和應試能力，提升學生的學科素養(yǎng)．