18.硫酸是世界上产量最大、用途最广的酸,被称为“化学工业之母”。化学兴趣小组同学对硫酸进行了多角度的研究。
【物质制备】
(1)工业上采用接触法制硫酸:先煅烧黄铁矿得到SO
2,再将SO
2经过一系列变化得到硫酸。SO
2中硫元素的化合价是
。
【物质性质】
(2)用温度计的水银球一端蘸取浓硫酸,取出后在空气中放置一段时间,观察到温度计示数上升,是因为浓硫酸能吸收
,并放出热量。
(3)请利用如图提供的仪器与药品,探究稀硫酸与氢氧化钠溶液的反应。
①取
(填“A”或“B”)中的氢氧化钠溶液5mL加入烧杯中,并插入pH计。
②从另一试剂瓶中取出稀硫酸逐滴加入①的溶液中,并用
(填仪器名称)不断搅拌。反应过程中溶液pH变化的部分数据如下表所示:
稀硫酸体积/mL | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | …… |
溶液pH | 13.1 | 12.8 | 12.3 | 11.5 | 10.4 | …… |
③在pH=12.8时,溶液中的溶质是
(填化学式)。
④滴加稀硫酸过程中,溶液pH不断减小的原因有:
a.硫酸与氢氧化钠发生了反应;
b.
⑤为证明溶液pH从13.1减小到10.4的过程中,④中原因a起主要作用,需设计的实验方案是
。
【定量研究】
(4)某工厂现有含碳酸钠的废水需要处理。为测定废水中碳酸钠的质量分数,化学兴趣小组同学取废水样品100g,加入溶质质量分数为10%的硫酸溶液9.8g,恰好完全反应,反应的化学方程式:Na
2CO
3+H
2SO
4=Na
2SO
4+H
2O+CO
2↑(此废水中其他物质不与硫酸反应)。计算废水中碳酸钠的质量分数(写出计算过程)。