Question

某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为45.3 g的该结晶水合物，分别制成溶液。向其中一份逐滴加入NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有气体逸出，该气体有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，加热后共计可收集到2.24 L该气体(标准状况)；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。
另一份逐滴加入Ba(OH)₂溶液，开始现象类似，但最终仍有白色沉淀；过滤，用稀硝酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体46.6 g。
请回答以下问题：
（1）试通过计算确定该结晶水合物的化学式为          ；
（2）假设过程中向该溶液中加入的Ba(OH)₂溶液的物质的量浓度为2.0 mol·L^-1。
①加入少量Ba(OH)₂溶液，则反应的离子方程式为                                        ；
②加入一定量的Ba(OH)₂溶液后，若所得沉淀的总物质的量最大，则反应的离子方程式为                                                  ；
③若加入75 mL的Ba(OH)₂溶液，则得到的沉淀质量为     。

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

解析试题分析：向一份配制溶液中逐滴加入NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有气体逸出，该气体有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，加热后共计可收集到2.24 L该气体(标准状况)这是NH₃，说明含有NH₄⁺为0.1mol；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失，说明含有Al³⁺。
另一份配制溶液逐滴加入Ba(OH)₂溶液，开始现象类似，说明有Al³⁺，但最终仍有白色沉淀；过滤，用稀硝酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体46.6 g，这是BaSO₄，说明含有0.2molSO₄^2-。根据电荷守恒，每份溶液中含的溶质是0.1mol NH₄Al(SO₄)₂；又每份溶液是45.3 g的结晶水合物，故相对式量是453，结晶水合物的化学式是NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O。
①加入少量Ba(OH)₂溶液，以为拆分Ba(OH)₂离子基本比例，反应的离子方程式为3Ba²⁺+6OH^-+3SO₄^2-+2Al³⁺ =2Al(OH)₃↓+3BaSO₄↓；
②加入一定量的Ba(OH)₂溶液后，若所得沉淀的总物质的量最大，NH₄Al(SO₄)₂中的Al³⁺和SO₄^2-恰好变成Al(OH)₃和3BaSO₄沉淀，反应的离子方程式为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，质量为34.95g；
还得到0.1Al(OH)₃的沉淀，质量为7.8g，沉淀共为42.75g。
考点：离子的定量计算判断和离子方程式的书写。