Question

11．向300mLK₂CO₃溶液中緩慢通入一定量的SO₂氣體，充分反應(yīng)后再減壓低溫條件下蒸發(fā)所得溶液，得到了白色固體．
問：（1）SO₂通入量不同，所得到的白色固體的組成也不同，試推斷有幾種可能的組成，并分別列出．
（2）若通入2.24 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）SO₂氣體時，得到25.8g的白色固體．請通過計算確定此白色固體是由哪些物質(zhì)組成的，其質(zhì)量各為多少？所用的K₂CO₃溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？

Answer 1

分析 （1）發(fā)生反應(yīng)：①SO₂+2K₂CO₃+H₂O=2KHCO₃+K₂SO₃、②SO₂+K₂CO₃=K₂SO₃+CO₂、③2SO₂+K₂CO₃+H₂O=CO₂+2KHSO₃，可知：
當(dāng)n（SO₂）：n（K₂CO₃）=1：2時，發(fā)生反應(yīng)①；
當(dāng)n（SO₂）：n（K₂CO₃）=1：1時，發(fā)生反應(yīng)②；
當(dāng)n（SO₂）：n（K₂CO₃）=2：1時，發(fā)生反應(yīng)③；
當(dāng)0.5＜n（SO₂）：n（K₂CO₃）＜1時，發(fā)生反應(yīng)①、②；
當(dāng)1＜n（SO₂）：n（K₂CO₃）＜2時，發(fā)生反應(yīng)②、③；
當(dāng)n（SO₂）：n（K₂CO₃）＜0.5時，發(fā)生反應(yīng)①，K₂CO₃有剩余；
據(jù)此分析．
（2）若通入2.24 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）SO₂氣體時，SO₂的物質(zhì)的量為0.1mol，若全部轉(zhuǎn)化為K₂SO₃，其質(zhì)量為0.1mol×158g/mol=15.8g，根據(jù)方程式SO₂+2K₂CO₃+H₂O=2KHCO₃+K₂SO₃可知生成0.2molKHCO₃，其質(zhì)量為0.2mol×100g/mol=20g，則二者的質(zhì)量之和大于25.8g，所以發(fā)生的反應(yīng)為：①SO₂+2K₂CO₃+H₂O=2KHCO₃+K₂SO₃、②SO₂+K₂CO₃=K₂SO₃+CO₂，據(jù)此計算．

解答 解：（1）向300mLK₂CO₃溶液中緩慢通入一定量的SO₂氣體，可能發(fā)生的反應(yīng)：①SO₂+2K₂CO₃+H₂O=2KHCO₃+K₂SO₃、②SO₂+K₂CO₃=K₂SO₃+CO₂、③2SO₂+K₂CO₃+H₂O=CO₂+2KHSO₃，可知：
當(dāng)n（SO₂）：n（K₂CO₃）=1：2時，發(fā)生反應(yīng)①，則得到了白色固體為KHCO₃、K₂SO₃；
當(dāng)n（SO₂）：n（K₂CO₃）=1：1時，發(fā)生反應(yīng)②，則得到了白色固體為K₂SO₃；
當(dāng)n（SO₂）：n（K₂CO₃）=2：1時，發(fā)生反應(yīng)③，則得到了白色固體為KHSO₃；
當(dāng)0.5＜n（SO₂）：n（K₂CO₃）＜1時，發(fā)生反應(yīng)①、②，則得到了白色固體為KHCO₃、K₂SO₃；
當(dāng)1＜n（SO₂）：n（K₂CO₃）＜2時，發(fā)生反應(yīng)②、③，則得到了白色固體為K₂SO₃、KHSO₃；
當(dāng)n（SO₂）：n（K₂CO₃）＜0.5時，發(fā)生反應(yīng)①，K₂CO₃有剩余，則得到了白色固體為KHCO₃、K₂SO₃、K₂CO₃；
故答案為：

n（SO2）：n（K2CO3）	＜0.5	0.5	介于0.5-1	1：1	介于1-2	2：1
白色固體	KHCO3 K2 S O3 K2CO3	KHCO3 K2SO3	KHCO3 K2SO3	K2SO3	K2SO3 KHSO3	KHSO3

；
（2）若通入2.24 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）SO₂氣體時，SO₂的物質(zhì)的量為0.1mol，若全部轉(zhuǎn)化為K₂SO₃，其質(zhì)量為0.1mol×158g/mol=15.8g，根據(jù)方程式SO₂+2K₂CO₃+H₂O=2KHCO₃+K₂SO₃可知生成0.2molKHCO₃，其質(zhì)量為0.2mol×100g/mol=20g，則二者的質(zhì)量之和大于25.8g，所以發(fā)生的反應(yīng)為：①SO₂+2K₂CO₃+H₂O=2KHCO₃+K₂SO₃、②SO₂+K₂CO₃=K₂SO₃+CO₂，
設(shè)生成的KHCO₃為xmol，
則生成K₂SO₃，其質(zhì)量為0.1mol×158g/mol=15.8g，生成KHCO₃為25.8g-15.8g=10g，KHCO₃的物質(zhì)的量為x=$\frac{10g}{100g/mol}$=0.1mol，則n（K）=0.1mol+0.1mol×2=0.3mol，則n（K₂CO₃）=$\frac{1}{2}$×0.3mol=0.15mol，則c（K₂CO₃）=$\frac{0.15mol}{0.3L}$=0.5mol/L；
答：生成K₂SO₃為15.8g，生成KHCO₃為10g；所用的K₂CO₃溶液的物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L．

點評 本題考查混合物的計算，題目難度中等，關(guān)鍵是根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式判斷可能的反應(yīng)產(chǎn)物，再根據(jù)方程式計算．