Question

两道化学题~~

1.环保检测中，有害气体的浓度常用1L有害气体的毫克值（mg/L）来表示，如对某气体样品中所含一氧化碳的浓度进行测定，其方法和实验步骤如下：
1.首先将2.00L的气体样品通过盛有I2O5固体的加热管，反应后生成CO2和I2；
2.用30.0mL五乘以十的负三次方 mol/L的硫代硫酸钠溶液吸收所产生的碘，发生的反应为：碘分子+两个S2O3（负2价离子）==两个碘离子+一个S4O6（负2价离子）；
3.从2.中溶液取出1/5，加入1.00mL一乘以十的负二次方mol/L碘水，正好将所取溶液中过量的硫代硫酸钠完全氧化。
计算样品中CO的浓度。

2.某工厂每天排放废水1000m3,其中含游离氯为0.0005mol/L,含H+浓度为0.001mol/L,若直接排放将引起污染,需先用固体Na2SO3还原游离氯,反应为:
,再用1mol/L的NaOH溶液中和废水,试求:
(1)该厂每天需9%的Na2SO3溶液的质量;
(2)用Na2SO3处理后废水中H+的物质的量浓度;
(3)为使废水呈中性,需NaOH溶液的体积.

Answer 1

【为了方便，我只好把十的负多少多少次方都写成小数了，不好意思。。。】
1.
各步骤发生反应：
①5CO+I2O5=5CO2+I2
②I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6
③I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6
第三步中，可算出I2物质的量0.001L×0.01mol/L=0.00001mol
又由③，可知“过量的硫代硫酸钠”物质的量0.00002mol
由于是从第二步剩余溶液中取了1/5，因此过量的硫代硫酸钠一共有
0.00002mol/(1/5)=0.0001mol
而第二步中加入的硫代硫酸钠物质的量为0.03L×0.005mol/L=0.00015mol
因此在第二步中被反应掉的硫代硫酸钠物质的量为
0.00015mol-0.0001mol=0.00005mol
又由②，可知参加反应的I2物质的量为0.000025mol，即第一步中生成的I2
因此CO物质的量0.000125mol，其质量
m=nM=0.000125mol×28g/mol=0.0035g=3.5mg
因此CO浓度为3.5mg/2.00L=1.75mg/L

2.
（1）游离氯，即为氯的游离态，也就是Cl2
亚硫酸钠还原Cl2反应：Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl
废水中Cl2物质的量n=cV=0.0005mol/L×1000m3=500mol
因此所需Na2SO3物质的量为500mol
因此亚硫酸钠质量m=nM=500mol×126g/mol=63000g
因此溶液质量为63000g/9%=700000g=700kg
（2）
由（1）中反应及数据可知，亚硫酸钠与氯气各500mol参加反应时，会生成1000mol H +
原溶液中H +物质的量n=cV=0.001mol/L×1000m3=1000mol
因此现有H +物质的量1000mol×2=2000mol
又因为题中说用固体还原游离氯，因此溶液体积变化不计，氢离子物质的量浓度即为2000mol/1000m3=0.002mol/L
（3）
(H +)+(OH -)=H2O
由（2）可知需中和氢离子2000mol，因此需要氢氧根离子2000mol，即NaOH 2000mol
因此需NaOH溶液体积V=n/c=2000mol/1mol/L=2000L（=2 m3）

呼~~你这题可是真够麻烦的。。。不过其实就是数别扭了一些，并且有一些复杂的反应吓唬人，原理还是蛮简单的，只要静下心来好好想一想，应该没问题~！

Answer 2

1.
加入碘水中含有的碘单质是 1*0.01=0.01mmol(毫摩尔）

能氧化硫代硫酸钠 0.01*2=0.02mmol

这是剩余硫代硫酸钠的 1/5，剩余硫代硫酸钠是 0.02*5=0.1mmol

则反应的硫代硫酸钠是 30*0.005-0.1=0.05mmol

则生成的碘单质是 0.05/2=0.025mmol

根据方程式 I2O5 + 5CO = I2 + 5CO2

可知，一氧化碳的物质的量是 0.025*5=0.125mmol

浓度是 0.125*28/2=1.75mg/L

2.反映方程式是 Na2SO3 + Cl2 + H2O = Na2SO4 + 2HCl

(1) 废水中氯的物质的量是 0.0005*1000*1000=500摩尔

需要亚硫酸钠 500摩尔，质量是500*126=63000克

溶液的质量是 63000/0.09=700000克=700千克

（2）每摩尔氯会生成2摩尔氢离子

现在有500摩尔氯，氢离子的物质的量是1000摩尔

废水中原有氢离子 0.001*1000*1000=1000摩尔

处理后，氢离子浓度变为 2000/（1000*1000）=0.002摩尔每升

（3）需要氢氧化钠的物质的量是 2000摩尔

体积是 2000/1=2000升=2m3（立方米）