Question

18．某晶體（結晶水合物）由五種短周期元素組成．常溫下，將該晶體溶于蒸餾水后可電離出三種離子（忽略水的電離），其中兩種離子含有的電子數(shù)均為10個．將該溶液分成等量2份，一份中加入足量稀鹽酸，無明顯現(xiàn)象，再加入BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀；向另一份中逐滴加入NaOH溶液至過量，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關系如圖所示．
請回答下列問題：
（1）若該晶體的摩爾質(zhì)量為906g•mol^-1，寫出該晶體的化學式（NH₄）₂SO₄•Al₂（SO₄）₃•24H₂O；
（2）B點溶液的pH＞7（填“＜”、“＞”或“=”），用化學用語表示其原因NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-．
（3）若向該晶體的水溶液中逐滴加入Ba（OH）₂溶液至產(chǎn)生最多的沉淀，寫出該變化的離子方程式NH₄⁺+Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-=NH₃•H₂O+Al（OH）₃↓+BaSO₄↓．
（4）C點溶液中所含溶質(zhì)的化學式為Na₂SO₄、NaAlO₂、NH₃•H₂O；此時溶液中各種離子濃度由大到小順序為c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（AlO₂^-）＞c（OH^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 一份中加入足量稀鹽酸，無明顯現(xiàn)象，再加入BaCl₂溶液，說明溶液中有硫酸根離子，由圖象隨氫氧化鈉的加入沉淀量先增加，后減少，而A→B沉淀量不變，說明銨根離子與氫氧根結合生成一水合氨，所以晶體是硫酸鋁銨的結晶水合物，而O→A消耗氫氧化鈉的體積是6，而A→B，消耗氫氧化鈉是2，所以晶體組成中銨根離子與鋁之比為：1；1，
（1）硫酸鋁銨的結晶水合物的化學式為（NH₄）₂SO₄•Al₂ （SO₄）₃•xH₂O，求出x的值；
（2）B點的溶質(zhì)為硫酸鈉和一水合氨，以氨水的電離為主，溶液呈堿性；
（3）產(chǎn)生最多的沉淀，也就是硫酸根離子完全沉淀，所以離子方程式為：NH₄⁺+Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-=NH₃•H₂O+Al（OH）₃↓+BaSO₄↓；
（4）B→C，發(fā)生氫氧化鋁溶解，所以C點的溶質(zhì)為：Na₂SO₄、NaAlO₂、NH₃•H₂O，此時溶液呈堿性，結合各離子的物質(zhì)的量分析離子濃度的大�。�

解答 解：加入BaCl₂溶液，說明溶液中有硫酸根離子，由圖象隨氫氧化鈉的加入沉淀量先增加，后減少，而A→B沉淀量不變，說明銨根離子與氫氧根結合生成一水合氨，所以晶體是硫酸鋁銨的結晶水合物，而O→A消耗氫氧化鈉的體積是6，而A→B，消耗氫氧化鈉是2，所以晶體組成中銨根離子與鋁之比為：1；1，
（1）硫酸鋁銨的結晶水合物的化學式為（NH₄）₂SO₄•Al₂ （SO₄）₃•xH₂O，得x=$\frac{906-18×2-27×2-96×4}{18}$=24，所以晶體的化學式為：（NH₄）₂SO₄•Al₂ （SO₄）₃•24H₂O；故答案為：（NH₄）₂SO₄•Al₂ （SO₄）₃•24H₂O；
（2）B點的溶質(zhì)為硫酸鈉和一水合氨，以氨水的電離為主，溶液呈堿性，氨水電離的方程式為：NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-，故答案為：＞；NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-；
（3）產(chǎn)生最多的沉淀，也就是硫酸根離子完全沉淀，所以離子方程式為：NH₄⁺+Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-=NH₃•H₂O+Al（OH）₃↓+BaSO₄↓，故答案為：NH₄⁺+Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-=NH₃•H₂O+Al（OH）₃↓+BaSO₄↓；
（4）B→C，發(fā)生氫氧化鋁溶解，所以C點的溶質(zhì)為：Na₂SO₄、NaAlO₂、NH₃•H₂O，此時溶液呈堿性，一水合氨的電離大于偏鋁酸鹽的水解，而一水合氨電離產(chǎn)生的氫氧根離子對偏鋁酸根離子的水解起抑制作用，所以離子濃度大小的順序為：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（AlO₂^-）＞c（OH^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺），故答案為：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（AlO₂^-）＞c（OH^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）．

點評 本題考查離子的檢驗和推斷，題目難度中等，注意從守恒的角度推斷結晶水合物的化學式，注意（4）中離子濃度大小的分析，為易錯點．