Question

有一份銨鹽混合物，取其質量為10.00g時，含有xmol的 （NH₄）₂SO₄ 和ymol的NH₄HSO₄．以下實驗取用不同質量的銨鹽混合物均加入同濃度的50.00mL的NaOH溶液，加熱充分反應，將產生的氣體A經干燥之后用濃硫酸吸收．
測定結果如下；
銨鹽混合物質量為10.00g和20.00g 時，濃硫酸增加的質量相同；
銨鹽混合物質量為30.00g時，濃硫酸增加的質量為0.68g；
銨鹽混合物質量為40.00g時，濃硫酸的質量不變．
（1）A氣體的化學式為

 

（2）10.00g銨鹽混合物中含有NH₄⁺的物質的量為

 

mol（用含x，y的關系式表示），10.00g銨鹽混合物溶于水后可電離出H⁺的物質的量為

 

mol（用含x，y的關系式表示）．
（3）在含有2mol NH₄⁺與1mol H⁺的溶液中加入2mol OH^-，加熱充分反應，可產生氣體A

 

 mol
（4）計算：50.00mL的NaOH溶液的濃度為

 

mol/L，該銨鹽中氮元素的質量分數是

 

%；（計算結果均保留兩位小數）

Answer 1

分析：（1）銨鹽和氫氧化鈉溶液反應生成氨氣；
（2）依據氮元素守恒分析計算，混合物溶于水硫酸氫銨電離出氫離子；
（3）依據氫氧根離子先和氫離子反應，再和銨根離子反應生成氨氣；
（4）依據測定結果和濃硫酸質量變化分析，結合元素守恒計算；

解答：解：（1）不同質量的銨鹽混合物均加入同濃度的50.00mL的NaOH溶液，加熱充分反應，產生的氣體A為氨氣，NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O；
故答案為：NH₃ ；
（2）質量為10.00g時，含有xmol的 （NH₄）₂SO₄ 和ymol的NH₄HSO₄．依據氮元素守恒可知混合物中含有NH₄⁺的物質的量為（2x+y）mol，10.00g銨鹽混合物溶于水后，發生電離NH₄HSO₄=NH₄⁺+H⁺+SO₄^2-可電離出H⁺的物質的量為ymol；
故答案為：2x+y，y；
（3）含有2mol NH₄⁺與1mol H⁺的溶液中加入2mol OH^-，加熱充分反應，OH^-+H⁺=H₂O，1mol氫離子消耗氫氧根離子1mol，則 NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O可產生氣體NH₃物質的量為1mol；
故答案為：1；
（4）設氫氧化鈉物質的量濃度為cmol/L，10g中含有xmol的（NH₄）₂SO₄和ymolNH₄HSO₄；則得到132x+115y=10---①，
10g時說明銨鹽不足，20g時銨鹽已經過量，
n（NH₃）=2x+y=50c×10^-3-2y----②
30g時說明銨鹽過量，50c×10^-3-3y=

0.68

17

---③
聯立①②③得到：x=0.02mol  y=0.064mol   c=4.64mol/L；
氮的質量分數=

(0.04+0.064)×14

10

×100%=14.56%；
故答案為：4.64，14.56；

點評：本題考查了實驗數據的分析判斷，物質性質的應用，元素守恒是解題關鍵，題目難度中等．