臭氧可用于净化空气，漂白饮用水，杀菌，处理工业废物和作为漂白剂．但臭氧能刺激粘液膜，空气中臭氧的体积分数超过0.1PPm（PPm表示百力分之一）对人体是不安全的．臭氧能与碘化钾

Question

臭氧可用于净化空气，漂白饮用水，杀菌，处理工业废物和作为漂白剂．但臭氧能刺激粘液膜，空气中臭氧的体积分数超过0.1PPm （ PPm 表示百力分之一）对人体是不安全的．臭氧能与碘化钾溶液反应：O₃+2KI+H₂O=O₂+I₂+2KOH．为测定大气中臭氧的含量，进行如下操作：①将标准状况下 33.6L的空气试样缓缓通入KI溶液，使之完全反应； ②在所得溶液中用 0.01mol/L 的 Na₂S₂O₃溶液 60.00mL 恰好与之完全反应．（反应方程式为：2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI．设反应过程中溶液的体积变化忽略不计）
（1）试通过计算说明该空气试样中臭氧的体积分数对人体是否安全？
（2）取步骤①所得溶液的(1)/(50)，欲将其中所含KOH完全中和，需0.0012mol/L的盐酸体积是多少毫升？
原题：超细硅酸铝具有极好的悬浮性和纯白外观，与颜料配合能明显地改进涂料的白度．其样品化学式可表示为Al_xSi₃₅O_y•zH₂O企业标准规定超细硅酸铝中含水量7%-10%为优良级．某化学兴趣小组为测定该样品的组成，按如下步骤处理：
步骤一：准确称取9.936g超细硅酸铝样品，充分加热至不再分解为止，冷却、称量，得固体9.216g．
步骤二：另准确称取9.936g超细硅酸铝样品，加足量4mol/L盐酸150mL，充分反应后，过滤，洗涤，烘干得SiO₂固体8.400g
（1）计算该超细硅酸铝样品是否为优良级．
（2）求该样品的化学式．

Answer 1

Ⅰ（1）由O₃+2KI+H₂O=2KOH+I₂+O₂、2Ns₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI知O₃～I₂～2Na₂S₂O₃，
设33.6L的空气中含O₃的物质的量为nmol，则：
O₃～I₂～2Na₂S₂O₃
1           2
nmol   0.01mol/L×0.06L 

故n=(0.01mol/L ×0.06L)/(2)=3×10^-4mol
33.6L的空气的物质的量为(33.6L)/(22.4L/mol)=1.5mol，
空气试样中臭氧的体积分数=(3×10−4mol)/(1.5mol)=2×10^-4=200ppm，故对人体不安全，
答：该空气试样中臭氧的体积分数对人体不安全；
（2）由O₃～I₂～2Na₂S₂O₃可知，所得溶液中n（I₂）=n（O₃）=3×10^-4mol，故所得溶液的(1)/(50)中n（I₂）=3×10^-4mol×(1)/(50)，由方程式可知n（KOH）=2n（I₂）=2×3×10^-4mol×(1)/(50)=6×10^-4mol×(1)/(50)，故n（HCl）=n（KOH）=6×10^-4mol×(1)/(50)，需要盐酸的体积为(6×10−4×(1)/(50)mol)/(0.0012mol/L)=0.01L=10mL，
答：需0.0012mol/L的盐酸体积10毫升；
Ⅱ（1）硅酸铝样品，充分加热至不再分解为止，最终所得的9.216g固体为氧化铝、二氧化硅，样品中含有的水的质量=9.936g-9.216g=0.72g，故水的质量分数为(0.72g)/(9.936g)×100%=7.25%，含水量介于7%～10%，为优良级，
答：该超细硅酸铝样品是为优良级；
（2）最终所得的9.216g固体为氧化铝、二氧化硅，其中SiO₂固体8.400g，物质的量为(8.4g)/(60g/mol)=0.14mol，氧化铝为9.216g-8.4g=0.816g，物质的量为(0.816g)/(102g/mol)=0.008mol，故x：35=0.008：0.14，解得x=2．样品中水的质量=9.936g-9.216g=0.72g，物质的量为(0.72g)/(18g/mol)=0.04mol，故z：35=0.04：0.14，解得z=10．根据化合价代数和为0，则2×3+4×35-2y=0，解得y=73，故该样品的化学式为Al₂Si₃₅O₇₃•10H₂O，
答：该样品的化学式为Al₂Si₃₅O₇₃•10H₂O．