Question

接触法制硫酸，最后的产品是质量分数为98%的硫酸或20%的发烟硫酸（H₂SO₄和SO₃的混合物，其中含20%的SO₃）。

（1）若98%硫酸可表示为SO₃·aH₂O，20%发烟硫酸可表示为H₂O·bSO₃，则a、b的值（可用分数表示）分别是：a=_____________、b=______________。

（2）若用m（H₂O）=k·n（SO₃）分别表示SO₃转化成98%的硫酸和20%发烟硫酸时需水的质量与SO₃物质的量的关系式，则有：m₁（H₂O）=______________n₁（SO₃），m₂（H₂O）=__________n₂（SO₃）。

Answer 1

解析：（1）根据题意，假设产品质量都为100 g，则纯H₂SO₄ 98 g，H₂O 2 g。

故n（H₂SO₄）∶n（H₂O）=∶=1∶，

所以有H₂SO₄·H₂O?SO₃·H₂O·H₂OSO₃·H₂O。即a=。

20%的发烟硫酸需纯H₂SO₄ 80 g，SO₃ 20 g。

故n（H₂SO₄）∶n（SO₃）=∶=∶。

所以有H₂SO₄·SO₃SO₃·H₂O·SO₃（+）SO₃·H₂OSO₃·H₂OSO₃·H₂O。即b=。

（2）根据题给信息，仍设产品质量为100 g，由m（H₂O）=k·n（SO₃）可分别求出98%的硫酸和20%的发烟硫酸的k值。

98%的硫酸：m（H₂O）=2+18=20 g，n₁（SO₃）=1 mol，

则k₁=20 g/1 mol=20 g·mol^－1，

所以m₁（H₂O）=20 g·mol^－1·n₁（SO₃）

20%的发烟硫酸：由（1）计算结果知，m（H₂O）=，n₂（SO₃）=mol，

则k₂==13.8 g·mol^－1，

所以m₂（H₂O）=13.8 g·mol^－1·n₂（SO₃）.

答案：（1） 

（2）20 g·mol^－1  13.8 g·mol^－1