Question

現(xiàn)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(gè)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)想要確定A和B中各成分的含量。

甲組同學(xué)取了數(shù)分相同質(zhì)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(zhì)量與加入NaOH溶液的體積的關(guān)系如圖。分析該圖像，并回答下列問(wèn)題：

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

（2）c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)值是            ；樣品A中(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₄的物質(zhì)的量之比為           。乙組同學(xué)取了數(shù)份不同質(zhì)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(cè)定結(jié)果如下表：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
銨鹽的質(zhì)量（g）	9.88	19.76	29.64	49.40
濃硫酸增加的質(zhì)量（g）	m	m	1.36	0

 

分析該表，并回答下列問(wèn)題：

（3）①分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)編號(hào)為         的實(shí)驗(yàn)中，氫氧化鈉足量，銨鹽中的銨根離

子完全轉(zhuǎn)化成氣體；m的值為                。

②計(jì)算樣品B中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（用小數(shù)表示，保留兩位小數(shù)）

（1）乙組同學(xué)在研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，濃硫酸增重的質(zhì)量與樣品B的質(zhì)量之間滿足一定的函數(shù)關(guān)系。假設(shè)樣品的質(zhì)量為x(g)，濃硫酸增重的質(zhì)量為y(g)。求：當(dāng)x在不同范圍時(shí)y與x的函數(shù)關(guān)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(shè)濃硫酸增重的質(zhì)量為x

(NH₄)₂SO₄+2NaOH=2 NH₃↑+ 2H₂O+ Na₂ SO₄

                   2         34

（275-25）/1000*1    x            x=4.25  c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)值是4.25

②樣品A中(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₄的物質(zhì)的量之比為9/2

解：設(shè)NH₄HSO₄的物質(zhì)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(zhì)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(yīng)充分。濃硫酸增重的質(zhì)量即氨的質(zhì)量。

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

115x+132y=9.88   放出的氨氣的物質(zhì)的量為x+2y

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

       x                      x              y                     2y

第二份的質(zhì)量是第一份的2倍，NH₄HSO₄的物質(zhì)的量也為2倍，物質(zhì)的量為2x

對(duì)于第二份：先NH₄HSO₄---------H⁺ ---------OH^-                 

 2x           2x       2x   

第二份吸收氨的質(zhì)量與第一份等，物質(zhì)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(zhì)的量為x+2y=0.12 放出的氨氣的質(zhì)量為：m=17*0.12=2.04（g）

②樣品B中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：14（x+2y）*100%/9.88=17%

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

假設(shè)樣品的質(zhì)量為x(g)，濃硫酸增重的質(zhì)量為y(g)。有幾個(gè)特殊點(diǎn)

（1）0.2 molNaOH恰好反應(yīng)需NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄的質(zhì)量x(g)，設(shè)NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄的物質(zhì)的量均為n

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

n                2n            n          n             2n           2n

對(duì)于NaOH ：4n=0.2   n=0.05    樣品的質(zhì)量  x=115*0.05+132*0.05=12.35（g）

濃硫酸增重的質(zhì)量為y：即氨的質(zhì)量：3n*17

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

NH₄HSO₄- ----------NaOH

0．2           0.2

樣品B中的質(zhì)量為x:0.2*115+0.2*132=49.4(g)

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

考點(diǎn)：本題以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，考查化學(xué)計(jì)算等知識(shí)。