Question

固體銨鹽A、B的成分可能是（NH₄）₂SO₄，NH₄HSO₄或是兩者的混合物．甲、乙兩個研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)想要確定A和B的成分，并測定B中氮元素的質(zhì)量分數(shù)．
（1）甲實驗小組的同學(xué)取了數(shù)份相同質(zhì)量的樣品A溶于水，然后加入40% NaOH溶液（圖中用氫氧化鈉質(zhì)量表示），水浴加熱至氣體全部逸出（此溫度下銨鹽不分解）．該氣體經(jīng)干燥后用足量濃硫酸完全吸收，濃硫酸增重的質(zhì)量如圖．分析該圖象并回答下列問題：
①寫出ab段涉及的化學(xué)方程式：

 

．
②樣品A的成分是

 

，c點的數(shù)值是

 

．
（2）乙實驗小組的同學(xué)取了數(shù)份不同質(zhì)量的樣品B，測定方法與甲組同學(xué)大部分相同，不同的是，他們將不同質(zhì)量的銨鹽分別加入到50.00mL NaOH溶液中（含8.12g NaOH），測定結(jié)果如下：

實驗編號	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
銨鹽的質(zhì)量（g）	10.00	20.00	30.00	50.00
濃硫酸增加的質(zhì)量（g）	m	m	1.36	0

①分析實驗數(shù)據(jù)可知，實驗編號為

 

的實驗中，氫氧化鈉足量，銨鹽中的銨根離子完全轉(zhuǎn)化成氣體．
②計算B中氮元素的質(zhì)量分數(shù)．（保留兩位小數(shù)）

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應(yīng)的計算,幾組未知物的檢驗

專題：計算題

分析：（1）由圖可知，開始濃硫酸質(zhì)量不增重，沒有氣體生成，則一定含有NH₄HSO₄，0-a段是氫離子和氫氧根離子反應(yīng)：H⁺+OH^-=H₂O，加入25gNaOH時，濃硫酸開始增重，即有氣體生成，a-b段是銨根離子和氫氧根離子反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)：NH₄⁺+OH^-

△   .

 NH₃↑+H₂O，加入275gNaOH時達到氣體最大，產(chǎn)生氨氣消耗氫氧化鈉275g-25g=250g，若只有NH₄HSO₄，由方程式可知前后兩部分消耗NaOH質(zhì)量相等，故還含有（NH₄）₂SO₄，結(jié)合方程式計算c點的數(shù)值；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，將B加入氫氧化鈉中，開始加入10gB，濃硫酸的質(zhì)量增重，說明有氨氣生成，而加入50gBg，濃硫酸質(zhì)量增重為0，沒有氨氣生成，說明B為（NH₄）₂SO₄、NH₄HSO₄的混合物，
①先發(fā)生H⁺+OH^-=H₂O，后發(fā)生NH₄⁺+OH^-

△   .

 NH₃↑+H₂O，NaOH質(zhì)量一定，向氫氧化鈉溶液中加入（NH₄）₂SO₄、NH₄HSO₄的混合物，若NaOH不足，混合物越多，生成氨氣的質(zhì)量越小，Ⅱ中銨鹽質(zhì)量是Ⅰ的2倍，二者生成的氨氣量相等，若Ⅱ中氫氧化鈉的量足量，氨氣的量應(yīng)為Ⅰ中2倍，則說明Ⅱ中氫氧化鈉的量不足，I中氫氧化鈉足量；
②根據(jù)Ⅲ中氨氣的量計算生成氨氣需要氫氧化鈉的量，剩余的氫氧化鈉和氫離子反應(yīng)，從而計算得出硫酸氫銨的量，剩余的是硫酸銨的量，氮原子的質(zhì)量與總質(zhì)量的比即為氮元素的質(zhì)量分數(shù)；

解答： 解：（1）由圖可知，開始濃硫酸質(zhì)量不增重，沒有氣體生成，則一定含有NH₄HSO₄，0-a段是氫離子和氫氧根離子反應(yīng)：H⁺+OH^-=H₂O，加入25gNaOH時，濃硫酸開始增重，即有氣體生成，a-b段是銨根離子和氫氧根離子反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)：NH₄⁺+OH^-

△   .

 NH₃↑+H₂O，加入275gNaOH時達到氣體最大，產(chǎn)生氨氣消耗氫氧化鈉275g-25g=250g，若只有NH₄HSO₄，由方程式可知前后兩部分消耗NaOH質(zhì)量相等，故還含有（NH₄）₂SO₄，
①由上述分析可知，a-b段是銨根離子和氫氧根離子反應(yīng)，離子反應(yīng)方程式為：NH₄⁺+OH^-

△   .

 NH₃↑+H₂O，
故答案為：NH₄⁺+OH^- 

△   .

 NH₃↑+H₂O；
②由上述分析可知，A的成分為（NH₄）₂SO₄、NH₄HSO₄，
產(chǎn)生氨氣消耗氫氧化鈉275g-25g=250g，則：m（OH^-）=250g×

17

40

=106.25g
NH₄⁺+OH^- 

△   .

 NH₃↑+H₂O
     17      17
  106.25g    106.25g
故c點的數(shù)值為106.25，
故答案為：（NH₄）₂SO₄、NH₄HSO₄；106.25；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，將B加入氫氧化鈉中，開始加入10gB，濃硫酸的質(zhì)量增重，說明有氨氣生成，而加入50gBg，濃硫酸質(zhì)量增重為0，沒有氨氣生成，說明B為（NH₄）₂SO₄、NH₄HSO₄的混合物，
①先發(fā)生H⁺+OH^-=H₂O，后發(fā)生NH₄⁺+OH^-

△   .

 NH₃↑+H₂O，NaOH質(zhì)量一定，向氫氧化鈉溶液中加入（NH₄）₂SO₄、NH₄HSO₄的混合物，若NaOH不足，混合物越多，生成氨氣的質(zhì)量越小，Ⅱ中銨鹽質(zhì)量是Ⅰ的2倍，二者生成的氨氣量相等，若Ⅱ中氫氧化鈉的量足量，氨氣的量應(yīng)為Ⅰ中2倍，則說明Ⅱ中氫氧化鈉的量不足，I中氫氧化鈉足量，
故答案為：Ⅰ；
②Ⅲ中生成氨氣需要n（NaOH）=n（NH₃）=

1.36g

17g/mol

=0.08mol，剩余的氫氧化鈉和氫離子反應(yīng)，硫酸氫銨中n（H⁺）=n（NH₄HSO₄）=n（剩余NaOH）=

8.12g

40g/mol

-0.08mol=0.123mol，
Ⅲ中m[（NH₄）₂SO₄]=30g-0.123mol×115g/mol=15.855g，故n[（NH₄）₂SO₄]=

15.855g

132g/mol

=0.12mol，
故N元素的質(zhì)量分數(shù)=

(0.123mol+0.12mol×2)×14g/mol

30g

×100%=16.94%，
故答案為：16.94%．

點評：本題考查探究物質(zhì)的組成及其含量的測定，明確各段發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，注意氫氧化鈉和硫酸氫銨和硫酸銨的混合溶液反應(yīng)時離子反應(yīng)的先后順序，題目難度較大．