Question

某氮肥NH₄HCO₃中混有少量（NH₄）₂CO₃，现采用下列方案测定该氮肥中（NH₄）₂CO₃的质量分数：称取5.7g上述样品与2.0mol?L^-1的NaOH溶液混合，完全溶解后，低温加热使其充分反应（该温度下铵盐不分解），并使生成的氨气全部被硫酸吸收，测得氨气的质量与所用NaOH溶液体积的关系如图所示．
请回答下列问题：
（1）A点前样品与NaOH溶液反应的离子方程式为

 

．
（2）样品中（NH₄）₂CO₃的质量分数是

 

（保留一位小数）．
（3）当V[NaOH（aq）]=50mL时，生成NH₃的体积（标准状况下）为

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）溶液中碳酸氢根先与氢氧根离子反应生成碳酸根与水，然后铵根离子再与氢氧根离子在加热条件下反应生成氨气与水；
（2）加入70mL NaOH溶液时，溶液中溶质为Na₂CO₃，根据钠离子守恒计算n（Na₂CO₃），设NH₄HCO₃、（NH₄）₂CO₃的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量之和与碳元素守恒列方程计算，进而计算样品中（NH₄）₂CO₃的质量分数；
（3）当V[NaOH（aq）]=50mL时，依据化学方程式（NH₄）₂CO₃+2NaOH=Na₂CO₃+2NH₃↑+2H₂O，NH₄HCO₃+2NaOH=Na₂CO₃+NH₃↑+2H₂O，反应的顺序是先和碳酸氢根离子反应后再和铵根离子反应，结合（2）中的计算得到碳酸氢铵的物质的量，依据氢氧根离子反应定量关系计算生成NH₃的体积．

解答： 解：（1）溶液中碳酸氢根先与氢氧根离子反应生成碳酸根与水，然后铵根离子再与氢氧根离子在加热条件下反应生成氨气与水，故A点前样品与NaOH反应的离子方程式为HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O，
故答案为：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（2）加入70mL NaOH溶液时，溶液中溶质为Na₂CO₃，根据钠离子守恒n（Na₂CO₃）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×0.07L×2mol/L=0.07mol，
设NH₄HCO₃、（NH₄）₂CO₃的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量之和与碳元素守恒，则：

79x+96y=5.7 x+y=0.07

解得x=0.06  y=0.01，
样品中（NH₄）₂CO₃的质量分数是

0.01mol×96g/mol

5.7g

=16.8%，
故答案为：16.8%；
（3）当V[NaOH（aq）]=50mL时，消耗的氢氧化钠物质的量=0.05L×2mol/L=0.1mol，反应过程为：NH₄HCO₃+2NaOH=Na₂CO₃+NH₃↑+2H₂O、（NH₄）₂CO₃+2NaOH=Na₂CO₃+2NH₃↑+2H₂O，由（2）知碳酸氢铵物质的量n（NH₄HCO₃）=

5.7g×(1-16.9%)

79g/mol

=0.06 mol，则HCO₃^-消耗OH^- 0.06 mol，当V[NaOH（aq）]=50 mL时，与NH₄⁺反应的OH^-为2.0 mol/L×0.050 L-0.06 mol=0.04 mol，则生成n（NH₃）=0.04 mol，v=nVm=0.04mol×22.4L/mol=0.896L，
故答案为：0.896L．

点评：本题考查了混合物组成的计算应用，图象理解和数据的利用，氢氧化钠反应过程是先中和后与铵根离子反应的顺序的量计算判断，题目难度中等．