Question

現有兩份銨鹽樣品A、B，其成分都是(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₄的混合物。甲、乙兩個研究性學習小組的同學想要確定A和B中各成分的含量。

甲組同學取了數分相同質量的樣品A溶于水，然后分別加入不同體積的1mol/L的NaOH溶液，水浴加熱至氣體全部逸出。（此溫度下，銨鹽不分解）。該氣體干燥后用足量的濃硫酸完全吸收。濃硫酸增重的質量與加入NaOH溶液的體積的關系如圖。分析該圖像，并回答下列問題：

（1）寫出ab段涉及的離子方程式：                                                             。

（2）c點對應的數值是            ；樣品A中(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₄的物質的量之比為           。乙組同學取了數份不同質量的樣品B，分別加入到200mL 1mol/L的NaOH溶液中，同樣用水浴加熱，將逸出氣體干燥后再用濃H₂SO₄吸收。測定結果如下表：

實驗編號	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
銨鹽的質量（g）	9.88	19.76	29.64	49.40
濃硫酸增加的質量（g）	m	m	1.36	0

 

分析該表，并回答下列問題：

（3）①分析實驗數據可知，實驗編號為         的實驗中，氫氧化鈉足量，銨鹽中的銨根離

子完全轉化成氣體；m的值為                。

②計算樣品B中氮元素的質量分數。（用小數表示，保留兩位小數）

（1）乙組同學在研究時發現，濃硫酸增重的質量與樣品B的質量之間滿足一定的函數關系。假設樣品的質量為x(g)，濃硫酸增重的質量為y(g)。求：當x在不同范圍時y與x的函數關系。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）NH₄^＋ + OH^―  =  NH₃↑+ H₂O (1分)

（2）4.25 (2分)  9：2  (3分)

（3）①Ⅰ  (1分)    2.04  (2分)  ②17%   (3分)

（4）12.35<x<49.4， y=3.4-17x/247 (4分)

【解析】

試題分析：

（1）0-25ml: NaOH溶液與NH₄HSO₄中的H⁺作用：2NH₄HSO₄+2NaOH= (NH₄)₂SO₄+Na₂ SO₄+2H₂O

ab段：(NH₄)₂SO₄+2NaOH=2 NH₃↑+ 2H₂O+ Na₂ SO₄  離子方程式：NH₄^＋ + OH^―  =  NH₃↑+ H₂O

（2）①解：設濃硫酸增重的質量為x

(NH₄)₂SO₄+2NaOH=2 NH₃↑+ 2H₂O+ Na₂ SO₄

                   2         34

（275-25）/1000*1    x            x=4.25  c點對應的數值是4.25

②樣品A中(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₄的物質的量之比為9/2

解：設NH₄HSO₄的物質的量為y

①2NH₄HSO₄+2NaOH= (NH₄)₂SO₄+Na₂ SO₄+H₂O

2          2            1

y         1*25/1000     0.025/2  

y=0.025

② (NH₄)₂SO₄+2NaOH=2 NH₃↑+ 2H₂O+ Na₂ SO₄

1           2

0.125       1*(275-25)/1000

原(NH₄)₂SO_4：0.125-0.0125=0.1125（mol）

(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₄的物質的量之比為0.1125/0.025=9/2

（3）I 和II可知，I銨鹽最少，NaOH足量，銨鹽能反應充分。濃硫酸增重的質量即氨的質量。

解：設I（第一份）NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄的物質的量為x和y，I中銨鹽都反應了

115x+132y=9.88   放出的氨氣的物質的量為x+2y

①NH₄HSO₄ ---------2NaOH----- NH₃↑  （2）(NH₄)₂SO₄--------2NaOH-----2 NH₃↑

       x                      x              y                     2y

第二份的質量是第一份的2倍，NH₄HSO₄的物質的量也為2倍，物質的量為2x

對于第二份：先NH₄HSO₄---------H⁺ ---------OH^-                 

 2x           2x       2x   

第二份吸收氨的質量與第一份等，物質的量也等。

NH₄⁺---------OH^-       

x+2y      x+2y      有NaOH：2x+ x+2y=0.2*1   和115x+132y=9.88  x=0.04  y=0.04

放出的氨氣的物質的量為x+2y=0.12 放出的氨氣的質量為：m=17*0.12=2.04（g）

②樣品B中氮元素的質量分數：14（x+2y）*100%/9.88=17%

60、由I可知樣品B中NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄的物質的量均為0.04 mol，是物質的量1:1混合。

假設樣品的質量為x(g)，濃硫酸增重的質量為y(g)。有幾個特殊點

（1）0.2 molNaOH恰好反應需NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄的質量x(g)，設NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄的物質的量均為n

NH₄HSO₄-----------2NaOH ----------- NH₃↑ ；(NH₄)₂SO₄-----------2NaOH----------- 2NH₃↑

n                2n            n          n             2n           2n

對于NaOH ：4n=0.2   n=0.05    樣品的質量  x=115*0.05+132*0.05=12.35（g）

濃硫酸增重的質量為y：即氨的質量：3n*17

（2）濃硫酸增重的質量為0時，樣品的質量為x(g)，此時NaOH 量不足，只與H⁺反應

NH₄HSO₄- ----------NaOH

0．2           0.2

樣品B中的質量為x:0.2*115+0.2*132=49.4(g)

當x大于等于49.4    y=0   ；x小于等于12.35 ，NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄物質的量1:1混合，物質的量為x/247,含氨氣3 x/247，質量為y=17*3 x/247=51x/247。12.35<x<49.4， y=3.4-17x/247

考點：本題以實驗為基礎，考查化學計算等知識。