Question

將由KOH和Ca（OH）₂組成的混合物為1.3g 全部溶于一定量水中，配成稀溶液，再緩緩?fù)ㄈ胱懔縎O₂，當(dāng)生成沉淀質(zhì)量剛好為最大值時(shí)，消耗SO₂的體積為224mL （本題中所有氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下測得），試解答下列問題．
（1）沉淀質(zhì)量為

 

g，混合物中m（KOH）=

 

g
（2）若維持沉淀質(zhì)量最大則通入SO₂的體積的取值范圍

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：

分析：KOH和Ca（OH）₂混合物溶于水中形成稀溶液，通入足量的SO₂氣體所發(fā)生的離子反應(yīng)有：
①2OH^-+SO₂=SO₃^2-，②SO₃^2-+Ca²⁺=CaSO₃↓③CaSO₃+SO₂+H₂O=Ca（HSO₃）₂，
根據(jù)以上反應(yīng)，可把反應(yīng)分為四個(gè)階段：
（1）SO₂先和氫氧化鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣沉淀，方程式為SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O，
（2）SO₂繼續(xù)和氫氧化鉀反應(yīng)，方程式為2K0H+SO₂=K₂SO₃+H₂O，
（3）SO₂繼續(xù)和亞硫酸鉀反應(yīng)，方程式為K₂SO₃+SO₂+H₂O=2KHSO₃，
（4）SO₂繼續(xù)和亞硫酸鈣反應(yīng)生成亞硫酸氫鈣，方程式為CaSO₃+SO₂+H₂O=Ca（HSO₃）₂，
據(jù)消耗SO₂的體積為224mL結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算．

解答： 解：（1）標(biāo)況下224mL二氧化硫的物質(zhì)的量為：

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，
混合液中通入二氧化硫后，氫氧化鈣優(yōu)先反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O，則沉淀達(dá)到最大時(shí)消耗氫氧化鈣的物質(zhì)的量為：n[Ca（OH）₂]=n（SO₂）=0.1mol，其質(zhì)量為：74g/mol×0.01mol=0.74g，則原混合物中氫氧化鉀的質(zhì)量為：1.3g-0.74g=0.56g；
生成沉淀的物質(zhì)的量與二氧化硫的物質(zhì)的量相等，都是0.1mol，則生成沉淀的質(zhì)量為：120g/mol×0.01mol=1.2g，
故答案為：1.2；0.56；
（2）若要維持沉淀的質(zhì)量最大，通入二氧化硫的體積至少為224mL；氫氧化鈣完全反應(yīng)后，發(fā)生反應(yīng)：2K0H+SO₂=K₂SO₃+H₂O，0.56g氫氧化鉀的物質(zhì)的量為0.01mol，完全反應(yīng)生成亞硫酸鉀消耗0.005mol二氧化硫，之后再通入二氧化硫，發(fā)生反應(yīng)：K₂SO₃+SO₂+H₂O=2KHSO₃，又消耗0.005mol二氧化硫，此時(shí)亞硫酸鈣仍然不反應(yīng)，若亞硫酸鉀完全反應(yīng)后，再通入二氧化硫，亞硫酸鈣沉淀開始溶解，
所以要維持沉淀的質(zhì)量最大，通入二氧化硫的增大物質(zhì)的量為：0.01mol+0.005mol+0.005mol=0.02mol，標(biāo)況下0.02mol二氧化硫的體積為：22.4L/mol×0.02mol=0.448L=448mL，
所以二氧化硫的體積范圍為：224mL≤V（SO₂）≤448mL，
故答案為：224mL≤V（SO₂）≤448mL．

點(diǎn)評：本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)實(shí)質(zhì)及反應(yīng)先后順序?yàn)榻獯痍P(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．