在标准状况下，将500mL二氧化硫和氧气的混合气体通过灼热的催化剂层后，体积变为450mL（折算为标准状况）．将此450mL气体通过足量的氢氧化钠溶液后，溶质质量增加0.985g，计算原混合气体

Question

在标准状况下，将500mL二氧化硫和氧气的混合气体通过灼热的催化剂层后，体积变为450mL（折算为标准状况）．将此450mL气体通过足量的氢氧化钠溶液后，溶质质量增加0.985g，计算原混合气体中二氧化硫的质量分数．

Answer 1

将500mL二氧化硫和氧气的混合气体通过灼热的催化剂层后，体积变为450mL（标准状况），则：
2SO₂+O₂ (催化剂.)/(△) 2SO₃  体积变化△V
2    1          2           1
x               y    （500-450）mL=50mL
故x=y=2×50mL=100mL，
SO₃的物质的量=(0.1L)/(22.4L/mol)=(1)/(224)mol，其质量=(1)/(224)mol×80g/mol=(5)/(14)g，则：
SO₃+2NaOH=Na₂SO₄+H₂O  溶质质量增重
80                     142-80=62
(5)/(14)g                      a
a=((5)/(14)g×62)/(80)=0.277g，
故SO₂反应导致溶质质量增重=0.985-0.277g=0.708g，
SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O   溶质质量增重
64                     126-80=46
m                         0.708g
所以m=(64×0.708g)/(46)=0.985g，SO₂的物质的量=(0.985g)/(64g/mol)=0.0154mol，
根据硫元素守恒可知，故原混合气体中SO₂的物质的量=0.0154mol+(1)/(224)mol=0.0199，0.0199mol×64g/mol=1.2736g，
氧气的物质的量=(0.5L)/(22.4/mol)-0.0199mol=0.0024mol，其质量=0.0024mol×32g/mol=0.0768g，
故原混合气体中SO₂的质量分数=(1.2736g)/(1.2736g+0.0768g)×100%=94.31%，
答：原混合气体中二氧化硫的质量分数为94.31%．