Question

在标准状况下，将500mL二氧化硫和氧气的混合气体通过灼热的催化剂层后，体积变为450mL（折算为标准状况）．将此450mL气体通过足量的氢氧化钠溶液后，溶质质量增加0.985g，计算原混合气体中二氧化硫的质量分数．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：发生反应2SO₂+O₂

催化剂 .

△

2SO₃，根据体积变化，利用差量法计算参加反应二氧化硫的体积、生成的三氧化硫的体积，再通过氢氧化钠溶液发生反应：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，SO₃+2NaOH=Na₂SO₄+H₂O，利用差量法计算SO₃反应导致溶质质量增重，进而计算SO₂反应导致溶质质量增重，再利用差量法计算与氢氧化钠反应的SO₂的质量，据此解答．

解答： 解：将500mL二氧化硫和氧气的混合气体通过灼热的催化剂层后，体积变为450mL（标准状况），则：
2SO₂+O₂

催化剂 .

△

2SO₃  体积变化△V
2    1          2           1
x               y    （500-450）mL=50mL
故x=y=2×50mL=100mL，
SO₃的物质的量=

0.1L

22.4L/mol

=

1

224

mol，其质量=

1

224

mol×80g/mol=

5

14

g，则：
SO₃+2NaOH=Na₂SO₄+H₂O  溶质质量增重
80                     142-80=62

5

14

g                      a
a=

5 14 g×62

80

=0.277g，
故SO₂反应导致溶质质量增重=0.985-0.277g=0.708g，
SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O   溶质质量增重
64                     126-80=46
m                         0.708g
所以m=

64×0.708g

46

=0.985g，SO₂的物质的量=

0.985g

64g/mol

=0.0154mol，
根据硫元素守恒可知，故原混合气体中SO₂的物质的量=0.0154mol+

1

224

mol=0.0199，0.0199mol×64g/mol=1.2736g，
氧气的物质的量=

0.5L

22.4/mol

-0.0199mol=0.0024mol，其质量=0.0024mol×32g/mol=0.0768g，
故原混合气体中SO₂的质量分数=

1.2736g

1.2736g+0.0768g

×100%=94.31%，
答：原混合气体中二氧化硫的质量分数为94.31%．

点评：本题考查混合物计算，充分利用差量法计算，注意题目中溶质的质量增重，不是溶液质量增重，题目过程复杂，计算量很大，为易错题目，难度较大．