Question

某化工集團生產的化肥硫酸銨[（NH₄）₂SO₄]，含有硫酸鉀．其產品包裝上標明：硫酸銨[（NH₄）₂SO₄]≥70%．為測定該化肥產品中硫酸銨的質量分數，進行如下實驗：取一定量的該化肥配成200g溶液，平均分成兩份，（假設所有的反應都是完全反應）
【實驗1】：第1份溶液中加足量KOH溶液，加熱，收集到的氣體質量m₁和（NH₄）₂SO₄的質量關系如右坐標圖所示：
【實驗 2】：第2份溶液中慢慢滴加硝酸鋇溶液后，生成的沉淀和加入的硝酸鋇溶液的關系如下表

加入硝酸鋇溶液質量/g	10	20	45	55
產生白色沉淀質量/g	2、33	4、66	6、99	6、99

回答下列問題：
【實驗1】中發生反應的化學方程式為

 

．
[實驗1]中第1份化肥溶液中硫酸銨的質量為

 

g．
（1）依據[實驗1]和[實驗2]有關數據，計算第2份化肥溶液中硫酸鉀的質量

 

？
（2）該化肥中硫酸銨的質量分數為

 

，屬

 

（填“合格或不合格”）產品．

Answer 1

分析：實驗1中的化學反應是硫酸銨與氫氧化鉀的反應，銨鹽和堿反應會生成相應的鹽、水和氨氣．
從實驗1的坐標圖中可以看出硫酸銨和氫氧化鉀反應最多可以生成氨氣的質量為0.68g，對應的硫酸銨的質量是2.64g，即得出第一份化肥溶液中硫酸銨的質量．
根據實驗2，當向化肥溶液中加入硝酸鋇時，硝酸鋇會和硫酸銨、硫酸鉀同時反應生成硫酸鋇沉淀．從表格中可以發現，生成的沉淀一共是6.99g．根據化學方程式，要知道硫酸鉀的質量，就需要知道硫酸鉀和硝酸鋇反應生成多少沉淀；要知道硫酸鉀生成多少沉淀，又必須知道硫酸銨會生成多少沉淀．結合實驗一的數據可知溶液中硫酸銨的質量，即可求出硫酸銨可以生成多少沉淀．據此倒回去計算，就可知道硫酸鉀的質量．
化肥中硫酸銨的質量分數=

硫酸銨的質量

硫酸銨質量+硫酸鉀質量

×100%，然后與題目中的數據相比較，即可得出產品合格與否．

解答：解：實驗1中發生的反應是硫酸銨與氫氧化鉀的反應，其化學反應方程式為：（NH₄）₂SO₄+2KOH═K₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O．
從坐標圖中可以看出，第一份溶液中硫酸銨的質量為2.64g．
（1）、設：硫酸銨與硝酸鋇反應生成硫酸鋇沉淀的質量為x，溶液中硫酸鉀的質量為y
    （NH₄）₂SO₄+Ba（NO₃）₂═2NH₄NO₃+BaSO₄↓
        132                       233
        2.64g                      x
                

132

233

=

2.64g

x

                 x=4.66g
則硫酸鉀與硝酸鋇反應生成沉淀的質量為6.99g-4.66g=2.33g
   K₂SO₄+Ba（NO₃）₂═2KNO₃+BaSO₄↓
    174                  233
     y                   2.33g
           

174

233

=

y

2.33g

            y=1.74g
該化肥中硫酸銨的質量分數為

2.64g

2.64g+1.74g

×100%=60.3%
∵60.3%＜70%
∴該產品不合格．
故答案為：（NH₄）₂SO₄+2KOH═K₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O
2.64g
（1）、1.74g
（2）、60.3%；不合格

點評：該題目的難點在于求出第二份溶液中硫酸鉀的質量．可利用逆推的方法．
根據溶液的均一性特點，第一份溶液中的溶質質量與第二份溶液中溶質的質量是相同的．