Question

為了防治環(huán)境污染并對尾氣進行綜合利用，某硫酸廠用氨水吸收尾氣中的SO₂，再向吸收液中加入濃硫酸，以制取高濃度的SO₂及（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄固體．為測定上述（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄固體混合物的組成，現(xiàn)稱取該樣品四份，分別加入相同濃度的NaOH溶液各40.00mL，加熱至120℃左右，使氨氣全部逸出【（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄的分解溫度均高于200℃】，測得有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下（標準狀況）：

實驗序號	樣品的質(zhì)量/g	NaOH 溶液的體積/ml	氨氣的體積/L
Ⅰ	7.4	40.00	1.68
Ⅱ	14.8	40.00	3.36
Ⅲ	22.2	40.00	1.12
Ⅳ	37.0	40.00	0.00

（1）實驗過程中有關(guān)反應的離子方程式為

 

；
（2）由Ⅰ組數(shù)據(jù)直接推測：標準狀況下3.7g樣品進行同樣實驗時，生成氨氣的體積為

 

L；
（3）該混合物（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄的物質(zhì)的量之比為

 

（4）欲計算該NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度應選擇第

 

組數(shù)據(jù)，由此求得NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

．

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應的計算

專題：計算題

分析：（1）（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄固體混合物中加入氫氧化鈉溶液，首先氫離子與氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應，然后銨根離子與氫氧根離子加熱反應生成氨氣，據(jù)此寫出反應的離子方程式；
（2）由數(shù)據(jù)Ⅰ和Ⅱ判斷此時氫氧化鈉過量，樣品步驟，生成氨氣的體積與樣品的質(zhì)量成正比，據(jù)此計算出3.7g樣品生成氨氣的體積；
（3）Ⅱ中樣品完全反應，設(shè)出（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄的物質(zhì)的量，然后根據(jù)氨氣的物質(zhì)的量、樣品質(zhì)量列式計算出二者的物質(zhì)的量，再計算出二者的物質(zhì)的量之比；
（4）根據(jù)Ⅲ組數(shù)據(jù)中進入22.2g樣品只生成了1.12L氨氣可知，此時氫氧化鈉溶液不足，可以根據(jù)Ⅲ中數(shù)據(jù)計算出氫氧化鈉溶液濃度；
先根據(jù)（3）計算出22.2g樣品中含有的NH₄HSO₄物質(zhì)的量，再根據(jù)反應的先后順序H⁺+OH^-=H₂O，NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O計算出氫氧化鈉的物質(zhì)的量，最后根據(jù)c=

n

V

計算出氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度．

解答： 解：（1）（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄固體混合物中加入氫氧化鈉溶液后加熱發(fā)生的反應有：氫離子與氫氧根離子反應生成水：H⁺+OH^-=H₂O、銨根離子與氫氧根離子在加熱條件下反應生成氨氣：NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O，
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O、NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O； 
（2）由Ⅰ和Ⅱ中的數(shù)據(jù)7.4 g：1.68 L=14.8 g：3.36 L可知：當樣品質(zhì)量≤14.8 g時，NaOH足量，即樣品質(zhì)量與氨氣體積比為定值，則3.7g樣品生成氨氣的體積為：V（NH₃）=

3.7g

7.4g

×1.68 L=0.84 L，
故答案為：0.84；
（3）設(shè) （NH₄）₂SO₄、NH₄HSO₄物質(zhì)的量分別為x、y，則：①2x+y=

1.68L

22.4L/mol

=0.075mol，②132x+115y=7.4g，
根據(jù)①②聯(lián)立解得：

x=0.0125mol y=0.05mol

，
所以：n[（NH₄）₂SO₄]：n[NH₄HSO₄]=0.0125mol：0.05mol=1：4，
故答案為：1：4；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當Ⅲ中進入22.2g樣品時，比Ⅱ生成的氨氣體積小，說明氫氧化鈉已經(jīng)不足，可以根據(jù)Ⅲ計算出氫氧化鈉溶液的濃度；
根據(jù)（3）可知，22.2g樣品中含NH₄HSO₄物質(zhì)的量為：0.05mol×

22.2g

7.4g

=0.15mol，反應的先后順序為：H⁺+OH^-→H₂O，NH₄⁺+OH^- 

△   .

NH₃↑+H₂O，
求得n（NaOH）=0.15mol+

1.12L

22.4L/mol

=0.2mol，
則氫氧化鈉溶液的濃度為：c（NaOH）=

0.2mol

0.04L

=5mol/L，
故答案為：Ⅲ；5mol/L．

點評：本題考查了有關(guān)混合物的計算，題目難度較大，正確分析表中數(shù)據(jù)不能夠判斷過量情況為解答關(guān)鍵，注意掌握常見物質(zhì)之間的反應原理，試題充分考查了學生的分析、理解能力及化學計算能力．