Question

（10分）有一份铵盐混合物，取其质量为10.00g时，含有xmol的(NH₄)₂SO₄和ymol的NH₄HSO₄。以下实验取用不同质量的铵盐混合物均加入同浓度的50.00mL的NaOH溶液, 加热充分反应，将产生的气体A经干燥之后用浓硫酸吸收。
测定结果如下；
铵盐混合物质量为10.00g和20.00g时，浓硫酸增加的质量相同；
铵盐混合物质量为30.00g时，浓硫酸增加的质量为0.68g；
铵盐混合物质量为40.00g时，浓硫酸的质量不变。
（1）A气体的化学式为______________
（2）10.00g铵盐混合物中含有NH₄⁺的物质的量为_____mol(用含x，y的关系式表示)，10.00g铵盐混合物溶于水后可电离出H⁺的物质的量为___mol(用含x，y的关系式表示)。
（3）在含有2 mol NH₄⁺与1 mol H⁺的溶液中加入2 molOH^—，加热充分反应，可产生气体A__________ mol
（4）计算：50.00mL的NaOH溶液的浓度为__________mol/L,该铵盐中氮元素的质量分数是          %；（计算结果均保留两位小数）

Answer 1

（10分）（1）NH₃（2分）
（2）2x+y；y（2分）
（3）1（2分）
（4）4.64mol/L,;14.56％（4分）
(参考解法，解题过程不计入评卷总分，设氢氧化钠的物质的量浓度为Cmol/L，设10克中有Xmol的 (NH₄)₂SO₄和ymol的NH₄HSO₄则132X + 115y=10.(1)
10g时说明铵盐不足， 20g时铵盐已经过量，  n(NH₃)="2X" + y=50C×10^—3—2y.(2)
30g时铵盐过量，    50C×10^—3—3y=0.68/17.(3)
联立(1) (2) (3)解得   X=0.02mol   y=0.064mol    C=4.64mol/L
氮的质量分数="(0.04+0.064)" ×14/10×100％=14.56％ )

试题分析：（1）每次所用氢氧化钠的量相同，根据10克铵盐混合物中含有xmol的(NH₄)₂SO₄和ymol的NH₄HSO₄。则有20克铵盐混合物中含有2xmol的(NH₄)₂SO₄和2ymol的NH₄HSO₄。这里消耗氢氧根离子有氢离子和铵离子，而且是中和反应在前，反应的离子方程式为：H⁺+OH^- =H₂O，NH₄⁺+OH^-NH₃↑+H₂O，产生的气体A为氨气，化学式为NH₃。
根据10克混合物和20克混合物得到等量的氨气，说明在和10克混合物反应时，氢氧化钠过量，和20克反应时氢氧化钠不足。40克时说明只发生了氢氧根和氢离子的反应。xmol的(NH₄)₂SO₄和ymol的NH₄HSO₄，生成氨气2x+y，消耗氢氧化钠2x+2y，2xmol的(NH₄)₂SO₄和2ymol的NH₄HSO₄，生成氨气2x+y，消耗氢氧化钠2y+2x+y。
（2）混合物质量是30克时，含有3xmol的(NH₄)₂SO₄和3ymol的NH₄HSO₄.根据20克时氢氧化钠不足，说明氢氧化钠的物质的量为3y+2x，减去氢离子消耗的氢氧化钠就是产生的氨气的量，即：3y+2x-3y="0.68/17" 摩尔， x="0.02mol," 在根据 132x+115y=10克，解y=0.064摩尔。所以10.00克铵盐混合物中含有NH₄⁺的物质的量：0.02*2+0.064="0.104mol" .10.00克铵盐混合物溶于水后可电离出H⁺的物质的量0.064mol。
（3）在含有2 mol  NH₄⁺与1 mol H⁺的溶液中加入2 mol OH^-，加热充分反应，氢氧根先中和1摩尔氢离子，剩余的1摩尔氢氧根离子和1摩尔的铵离子反应得到氨气1摩尔。
（4）NaOH溶液的浓度为（3y+2x）/0.05  =（3*0.064+2*0.02）/0.05=4.64摩尔/升。
该铵盐中氮元素的质量分数= （0.064+2×0.02）×14／10.00=14.56%。
点评：本题考查的是化学计算，考查学生的问题分析能力以及计算能力，本题涉及的内容为氨及铵盐之间的反应。化学计算需注重解题技巧。