Question

4．SO₂和SO₃是硫元素的两种氧化物，根据其化学式完成下列各题：
①SO₂摩尔质量为64g/mol，2.408×10²³个SO₂分子在标准状况下所占的体积是8.96L．
②等质量的SO₂和SO₃所含分子个数比为5：4，氧原子个数比为5：6，80℃101KPa时它们的体积之比为5：4，其密度之比为4：5．
③若将40gSO₃溶于水形成250mL溶液，所得溶液中的溶质是H₂SO₄，c（H⁺）为4mol•L^-1．若使这250mL溶液与NaOH完全反应，需要的NaOH质量是40g．

Answer 1

分析 ①根据二氧化硫的相对分子质量判断其摩尔质量；根据n=$\frac{N}{{N}_{A}}$、V=nVm计算出二氧化硫在标准状况下的体积；
②根据n=$\frac{m}{M}$=$\frac{N}{{N}_{A}}$可知，质量相等时，二氧化硫与三氧化硫的分子个数之比与摩尔质量成反比，结合二者分子组成计算出含有氧原子个数之比；相同条件下气体的体积之比等于其物质的量之比，密度与摩尔质量成正比；
③三氧化硫与水反应生成硫酸，硫酸为所得溶液的溶质，根据n=$\frac{m}{M}$计算出三氧化硫的物质的量，从而可知硫酸、氢离子的物质的量，然后根据c=$\frac{n}{V}$计算出氢离子的浓度；氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠，根据质量守恒计算出消耗氢氧化钠的物质的量，然后根据m=nM计算出氢氧化钠的质量．

解答 解：①二氧化硫的相对分子质量为64，则SO₂摩尔质量为64g/mol；2.408×10²³个SO₂分子的物质的量为：$\frac{2.408×1{0}^{23}}{6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}}$=0.4mol，在标准状况下所占的体积为：22.4L/mol×0.4mol=8.96L，
故答案为：64 g/mol；8.96L；
②根据n=$\frac{m}{M}$=$\frac{N}{{N}_{A}}$可知，质量相等时，二氧化硫与三氧化硫的分子个数之比与摩尔质量成反比，则等质量的SO₂和SO₃所含分子个数比=80g/mol：64g/mol=5：4；二者含有氧原子数之比为：（5×2）：（4×3）=5：6；80℃101KPa时它们的体积之比等于其物质的量之比=5：4；相同条件下密度与摩尔质量成正比，则二者的密度之比=64g/mol：80g/mol=4：5，
故答案为：5：4；5：6；5：4；4：5；
③若将40gSO₃溶于水形成250mL溶液，三氧化硫的物质的量为：$\frac{40g}{80g/mol}$=0.5mol，0.5mol三氧化硫与水反应生成0.5mol硫酸，故所得溶液中的溶质是H₂SO₄；0.5mol硫酸中含有氢离子的物质的量为：0.5mol×2=1mol，则所得溶液中c（H⁺）=$\frac{1mol}{0.25L}$=4mol•L^-1；
若使这250mL溶液与NaOH完全反应，反应后溶质为硫酸钠，根据质量守恒定律，n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）=2n（H₂SO₄）=0.5mol×2=1mol，故需要的NaOH质量是：40g/mol×1mol=40g，
故答案为：H₂SO₄；4；40 g．

点评 本题考查了物质的量的计算，题目难度不大，明确物质的量与其它物理量之间的转化关系即可解答，试题知识点较多，充分考查学生的分析能力及化学计算能力．