Question

.氨氣極易溶于水，人們把氨氣溶于水得到的溶液稱為氨水．
（1）標況下，將11.2L NH₃溶于100mL水得到密度為0.868g?cm^-3的氨水．求此氨水物質的量濃度．
（2）取此氨水30mL與70mL2mol?L^-1的AlCl₃溶液混合，生成Al（OH）₃沉淀質量為ag，求a的值．
（3）往（2）所得的未過濾的濁液中加入VmL5mol?L^-1的NaOH溶液，得到沉淀的質量仍然為ag，求V的值．[提示：與OH^-離子結合的難易順序：Al³⁺＞NH₄⁺＞Al（OH）₃]．

Answer 1

考點：物質的量濃度的相關計算,化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：（1）根據m=

V

Vm

M計算氨氣的質量，水的質量為100g，根據V=

m

ρ

計算溶液的體積，再根據c=

n

V

計算溶液的物質的量濃度；
（2）氨水和氯化鋁反應生成氫氧化鋁和氯化銨，先進行過量計算，再根據量少的反應物計算沉淀的質量；
（3）先判斷（2）中各種成分的物質的量，OH^-離子結合的難易順序為：Al³⁺＞NH₄⁺＞Al（OH）₃，則氫氧化鋁溶解前，銨根離子先結合氫氧根離子，根據銨根離子的物質的量銨根離子消耗的氫氧化鈉溶液體積、再根據鋁離子總物質的量計算出剩余ag氫氧化鋁沉淀時消耗氫氧化鈉溶液體積．

解答： 解：（1）氨氣的物質的量=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，氨氣的質量為：m=17g/mol×0.5mol=8.5g，水的質量為100g，
氨水的體積為：V=

100g+8.5g

0.868g/mL

=125mL=0.125L，
則氨水的物質的量濃度：c=

0.5mol

0.125L

=4mol/L，
答：此氨水物質的量濃度為4mol/L；
（2）氨水和氯化鋁離子反應方程式為Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3 NH₄⁺，
氨水的物質的量為：4mol/L×0.03L=0.12mol，
氯化鋁的物質的量為：2mol/L×0.07L=0.14mol，
設氯化鋁完全反應需要氨水的物質的量為x
Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3 NH₄⁺
1mol    3mol
0.14mol  x
1mol：3mol=1.4mol：x，
x=

3mol×0.14mol

1mol

=0.42mol＞0.12mol，所以氨水不足，
設生成氫氧化鋁的質量為y，
Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3 NH₄⁺
     3mol       78g
     0.12mol    y
3mol：78g=0.12mol：y
y=

78g×0.12mol

3mol

=3.12g，
答：生成Al（OH）₃沉淀質量為3.12g，即a=3.12；
（3）在（2）所得的濁液中含有：

3.12g

78g/mol

=0.04molAl（OH）₃、0.14mol-0.04mol=0.10molAl³⁺、0.12molNH₄⁺，要使沉淀的質量仍為ag，則agAl（OH）₃不發生變化，消耗的NaOH分為兩部分消耗，氫氧化鋁溶解前，銨根離子優先結合氫氧根離子，所以溶液中有氫氧化鋁沉淀時，銨根離子完全轉化成一水合氨，
①NaOH恰好與剩余Al³⁺反應，生成NaAlO₂，設消耗氫氧化鈉溶液體積為V₁，
Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O
1mol   4mol
0.1mol 5V₁×10^-3mol              
解得：V₁=80mL，
②NaOH過量，NH₄⁺全部反應生成NH₃?H₂O，根據反應：NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O可算出，V₂=

0.12mol

5mol/L

=0.024L=24mL，
所以總共消耗氫氧化鈉溶液的體積為：V=V₁+V₂=104mL，
答：消耗氫氧化鈉溶液的體積是104mL．

點評：本題考查了物質的量濃度的計算、混合物過量的計算，題目難度中等，注意掌握物質的量濃度的計算方法，（2）為難點、易錯點，注意明確計算方法，試題培養了學生的分析、良好能力及化學計算能力．