Question

某結(jié)晶水合物A含有兩種陽(yáng)離子和一種陰離子．將溶有90.60gA的水溶液分成兩等份，向第一份逐滴加入NaOH溶液，溶液先出現(xiàn)白色沉淀后完全溶解，此過(guò)程中產(chǎn)生2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）刺激性氣味的氣體．向第二份加入過(guò)量的Ba（OH）₂溶液，過(guò)濾，用稀硝酸處理沉淀物，經(jīng)洗滌和干燥，得到白色固體46.60g．
請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）試通過(guò)計(jì)算確定該結(jié)晶水合物的化學(xué)式為

 

；
（2）若第二份加入75.00mL2.00mol?L^-1的Ba（OH）₂溶液，則得到的沉淀質(zhì)量為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體是氨氣，證明銨根離子的存在，白色溶于氫氧化鈉的沉淀是氫氧化鋁，和Ba（OH）₂溶液反應(yīng)生成的白色不溶于硝酸的白色沉淀是硫酸鋇，結(jié)合電荷守恒和原子守恒來(lái)計(jì)算；
（2）過(guò)量的Ba（OH）₂溶液發(fā)生NH₄⁺+Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+5OH^-=2BaSO₄↓+NH₃?H₂O+AlO₂^-+2H₂O，n[Ba（OH）₂]=2.0mol/L×0.075L=0.15mol，若堿不足，生成沉淀為硫酸鋇和氫氧化鋁，結(jié)合過(guò)量判斷計(jì)算．

解答： 解：（1）一份加入足量Ba（OH）₂溶液，生成白色沉淀，過(guò)濾，用稀硝酸處理沉淀物，經(jīng)洗滌和干燥，得到白色固體46.6g，說(shuō)明含有硫酸根離子；加入NaOH溶液，一段時(shí)間后有氣體逸出，該氣體有刺激性氣味，能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，該氣體是氨氣，證明一定含有NH₄⁺；向其中一份逐滴加入NaOH溶液，開(kāi)始發(fā)現(xiàn)溶液中出現(xiàn)白色沉淀并逐漸增多，最后白色沉淀逐漸減少并最終消失，證明一定含有Al³⁺，由題中信息可知45.3g的該結(jié)晶水合物中：n（SO₄^2-）=

4.66g

233g/mol

，n（NH₄⁺）=

2.24L

22.4L/mol

，根據(jù)離子化合物中陰、陽(yáng)離子電荷平衡的原理：n（NH₄⁺）+3n（Al³⁺）=2n（SO₄^2-）可得：n（Al³⁺）=

1

3

（2×0.2mol-0.1 mol）=0.1 mol，n（H₂O）=

45.3g-0.1mol×(27+18)g/mol-0.2mol×96g/mol

18g/mol

=1.2mol，所以該結(jié)晶水合物中：m（NH₄⁺）：n（Al³⁺）：n（SO₄^2-）：n（H₂O）=0.1mol：0.1mol：0.2mol：1.2mol=1：1：2：12，該結(jié)晶水合物的化學(xué)式為NH₄Al（SO₄）₂?12H₂O[或（NH₄）₂SO₄?Al₂（SO₄）₃?24H₂O]，
故答案為：NH₄Al（SO₄）₂?12H₂O[或（NH₄）₂SO₄?Al₂（SO₄）₃?24H₂O]；
（2）45.3g晶體的物質(zhì)的量=

45.3g

453g/mol

，n（Ba（OH）₂）=2.0mol/L×0.075L=0.15mol，n（NH₄Al（SO₄）₂）：n（Ba（OH）₂）=0.1mol：0.15mol=

2

3

＞

1

2

，所以氫氧化鋇不足量，根據(jù)原子守恒知，生成n（BaSO₄）=n（Ba（OH）₂）=0.15mol，生成n（Al（OH）₃）=

2

3

n（Ba（OH）₂）=0.1mol，所以沉淀的質(zhì)量=0.15mol×233g/mol+0.1mol×78g/mol=34.95g+7.8g=42.75g，故答案為：42.75．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握發(fā)生的反應(yīng)及離子檢驗(yàn)、物質(zhì)的量計(jì)算為解答的關(guān)鍵，注意守恒法及過(guò)量判斷為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，題目難度不大．