Question

将由KOH和Ca（OH）₂组成的混合物为1.3g 全部溶于一定量水中，配成稀溶液，再缓缓通入足量SO₂，当生成沉淀质量刚好为最大值时，消耗SO₂的体积为224mL （本题中所有气体体积均为标准状况下测得），试解答下列问题．
（1）沉淀质量为

 

g，混合物中m（KOH）=

 

g
（2）若维持沉淀质量最大则通入SO₂的体积的取值范围

 

．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：

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气体所发生的离子反应有：
①2OH^-+SO₂=SO₃^2-，②SO₃^2-+Ca²⁺=CaSO₃↓③CaSO₃+SO₂+H₂O=Ca（HSO₃）₂，
根据以上反应，可把反应分为四个阶段：
（1）SO₂先和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀，方程式为SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O，
（2）SO₂继续和氢氧化钾反应，方程式为2K0H+SO₂=K₂SO₃+H₂O，
（3）SO₂继续和亚硫酸钾反应，方程式为K₂SO₃+SO₂+H₂O=2KHSO₃，
（4）SO₂继续和亚硫酸钙反应生成亚硫酸氢钙，方程式为CaSO₃+SO₂+H₂O=Ca（HSO₃）₂，
据消耗SO₂的体积为224mL结合化学方程式计算．

解答： 解：（1）标况下224mL二氧化硫的物质的量为：

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，
混合液中通入二氧化硫后，氢氧化钙优先反应，反应方程式为：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O，则沉淀达到最大时消耗氢氧化钙的物质的量为：n[Ca（OH）₂]=n（SO₂）=0.1mol，其质量为：74g/mol×0.01mol=0.74g，则原混合物中氢氧化钾的质量为：1.3g-0.74g=0.56g；
生成沉淀的物质的量与二氧化硫的物质的量相等，都是0.1mol，则生成沉淀的质量为：120g/mol×0.01mol=1.2g，
故答案为：1.2；0.56；
（2）若要维持沉淀的质量最大，通入二氧化硫的体积至少为224mL；氢氧化钙完全反应后，发生反应：2K0H+SO₂=K₂SO₃+H₂O，0.56g氢氧化钾的物质的量为0.01mol，完全反应生成亚硫酸钾消耗0.005mol二氧化硫，之后再通入二氧化硫，发生反应：K₂SO₃+SO₂+H₂O=2KHSO₃，又消耗0.005mol二氧化硫，此时亚硫酸钙仍然不反应，若亚硫酸钾完全反应后，再通入二氧化硫，亚硫酸钙沉淀开始溶解，
所以要维持沉淀的质量最大，通入二氧化硫的增大物质的量为：0.01mol+0.005mol+0.005mol=0.02mol，标况下0.02mol二氧化硫的体积为：22.4L/mol×0.02mol=0.448L=448mL，
所以二氧化硫的体积范围为：224mL≤V（SO₂）≤448mL，
故答案为：224mL≤V（SO₂）≤448mL．

点评：本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应实质及反应先后顺序为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．