Question

某化工集團生產(chǎn)的化肥硫酸銨[（NH₄）₂SO₄]，含有硫酸鉀．其產(chǎn)品包裝上標明：硫酸銨[（NH₄）₂SO₄]≥70%．為測定該化肥產(chǎn)品中硫酸銨的質(zhì)量分數(shù)，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(shè)所有的反應(yīng)都是完全反應(yīng)）
【實驗1】：第1份溶液中加足量KOH溶液，加熱，收集到的氣體質(zhì)量m₁和（NH₄）₂SO₄的質(zhì)量關(guān)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(guān)系如下表

加入硝酸鋇溶液質(zhì)量/g	10	20	45	55
產(chǎn)生白色沉淀質(zhì)量/g	2、33	4、66	6、99	6、99

回答下列問題：
【實驗1】中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
[實驗1]中第1份化肥溶液中硫酸銨的質(zhì)量為

 

g．
（1）依據(jù)[實驗1]和[實驗2]有關(guān)數(shù)據(jù)，計算第2份化肥溶液中硫酸鉀的質(zhì)量

 

？
（2）該化肥中硫酸銨的質(zhì)量分數(shù)為

 

，屬

 

（填“合格或不合格”）產(chǎn)品．

Answer 1

分析：實驗1中的化學(xué)反應(yīng)是硫酸銨與氫氧化鉀的反應(yīng)，銨鹽和堿反應(yīng)會生成相應(yīng)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(yīng)最多可以生成氨氣的質(zhì)量為0.68g，對應(yīng)的硫酸銨的質(zhì)量是2.64g，即得出第一份化肥溶液中硫酸銨的質(zhì)量．
根據(jù)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(yīng)生成硫酸鋇沉淀．從表格中可以發(fā)現(xiàn)，生成的沉淀一共是6.99g．根據(jù)化學(xué)方程式，要知道硫酸鉀的質(zhì)量，就需要知道硫酸鉀和硝酸鋇反應(yīng)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(jié)合實驗一的數(shù)據(jù)可知溶液中硫酸銨的質(zhì)量，即可求出硫酸銨可以生成多少沉淀．據(jù)此倒回去計算，就可知道硫酸鉀的質(zhì)量．
化肥中硫酸銨的質(zhì)量分數(shù)=

硫酸銨的質(zhì)量

硫酸銨質(zhì)量+硫酸鉀質(zhì)量

×100%，然后與題目中的數(shù)據(jù)相比較，即可得出產(chǎn)品合格與否．

解答：解：實驗1中發(fā)生的反應(yīng)是硫酸銨與氫氧化鉀的反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)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(zhì)量為2.64g．
（1）、設(shè)：硫酸銨與硝酸鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀的質(zhì)量為x，溶液中硫酸鉀的質(zhì)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(yīng)生成沉淀的質(zhì)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(zhì)量分數(shù)為

2.64g

2.64g+1.74g

×100%=60.3%
∵60.3%＜70%
∴該產(chǎn)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(zhì)量．可利用逆推的方法．
根據(jù)溶液的均一性特點，第一份溶液中的溶質(zhì)質(zhì)量與第二份溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量是相同的．