Question

某結晶水合物含有兩種陽離子和一種陰離子。稱取兩份質量均為45.3 g的該結晶水合物，分別制成溶液。向其中一份逐滴加入NaOH溶液，開始發(fā)現(xiàn)溶液中出現(xiàn)白色沉淀并逐漸增多；一段時間后有氣體逸出，該氣體有刺激性氣味，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，加熱后共計可收集到2.24 L該氣體(標準狀況)；最后白色沉淀逐漸減少并最終消失。
另一份逐滴加入Ba(OH)₂溶液，開始現(xiàn)象類似，但最終仍有白色沉淀；過濾，用稀硝酸處理沉淀物，經洗滌和干燥，得到白色固體46.6 g。
請回答以下問題：
（1）試通過計算確定該結晶水合物的化學式為          ；
（2）假設過程中向該溶液中加入的Ba(OH)₂溶液的物質的量濃度為2.0 mol·L^-1。
①加入少量Ba(OH)₂溶液，則反應的離子方程式為                                        ；
②加入一定量的Ba(OH)₂溶液后，若所得沉淀的總物質的量最大，則反應的離子方程式為                                                  ；
③若加入75 mL的Ba(OH)₂溶液，則得到的沉淀質量為     。

Answer 1

（1）NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O
（2）①3Ba²⁺+6OH^-+3SO₄^2-+2Al³⁺=2Al(OH)₃↓+3BaSO₄↓
②2Ba²⁺+4OH^-+2SO₄^2-+Al³⁺+NH₄⁺=Al(OH)₃↓+2BaSO₄↓+NH₃·H₂O
③42.75g

解析試題分析：向一份配制溶液中逐滴加入NaOH溶液，開始發(fā)現(xiàn)溶液中出現(xiàn)白色沉淀并逐漸增多；一段時間后有氣體逸出，該氣體有刺激性氣味，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，加熱后共計可收集到2.24 L該氣體(標準狀況)這是NH₃，說明含有NH₄⁺為0.1mol；最后白色沉淀逐漸減少并最終消失，說明含有Al³⁺。
另一份配制溶液逐滴加入Ba(OH)₂溶液，開始現(xiàn)象類似，說明有Al³⁺，但最終仍有白色沉淀；過濾，用稀硝酸處理沉淀物，經洗滌和干燥，得到白色固體46.6 g，這是BaSO₄，說明含有0.2molSO₄^2-。根據(jù)電荷守恒，每份溶液中含的溶質是0.1mol NH₄Al(SO₄)₂；又每份溶液是45.3 g的結晶水合物，故相對式量是453，結晶水合物的化學式是NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O。
①加入少量Ba(OH)₂溶液，以為拆分Ba(OH)₂離子基本比例，反應的離子方程式為3Ba²⁺+6OH^-+3SO₄^2-+2Al³⁺ =2Al(OH)₃↓+3BaSO₄↓；
②加入一定量的Ba(OH)₂溶液后，若所得沉淀的總物質的量最大，NH₄Al(SO₄)₂中的Al³⁺和SO₄^2-恰好變成Al(OH)₃和3BaSO₄沉淀，反應的離子方程式為2Ba²⁺+4OH^-+2SO₄^2-+Al³⁺+NH₄⁺=Al(OH)₃↓+2BaSO₄↓+NH₃·H₂O；
③加入75 mL的Ba(OH)₂溶液，即0.15molBa(OH)₂，得到0.15mol BaSO₄的沉淀，質量為34.95g；
還得到0.1Al(OH)₃的沉淀，質量為7.8g，沉淀共為42.75g。
考點：離子的定量計算判斷和離子方程式的書寫。