Question

现有两份铵盐样品A、B，其成分都是(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₄的混合物。甲、乙两个研究性学习小组的同学想要确定A和B中各成分的含量。
甲组同学取了数分相同质量的样品A溶于水，然后分别加入不同体积的1mol/L的NaOH溶液，水浴加热至气体全部逸出。（此温度下，铵盐不分解）。该气体干燥后用足量的浓硫酸完全吸收。浓硫酸增重的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图。分析该图像，并回答下列问题：

（1）写出ab段涉及的离子方程式：                                                            。
（2）c点对应的数值是           ；样品A中(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₄的物质的量之比为          。乙组同学取了数份不同质量的样品B，分别加入到200mL 1mol/L的NaOH溶液中，同样用水浴加热，将逸出气体干燥后再用浓H₂SO₄吸收。测定结果如下表：

实验编号	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
铵盐的质量（g）	9.88	19.76	29.64	49.40
浓硫酸增加的质量（g）	m	m	1.36	0

 
分析该表，并回答下列问题：
（3）①分析实验数据可知，实验编号为        的实验中，氢氧化钠足量，铵盐中的铵根离
子完全转化成气体；m的值为               。
②计算样品B中氮元素的质量分数。（用小数表示，保留两位小数）
（1）乙组同学在研究时发现，浓硫酸增重的质量与样品B的质量之间满足一定的函数关系。假设样品的质量为x(g)，浓硫酸增重的质量为y(g)。求：当x在不同范围时y与x的函数关系。

Answer 1

（1）NH₄^＋ + OH^―  =  NH₃↑+ H₂O (1分)
（2）4.25 (2分)  9：2  (3分)
（3）①Ⅰ  (1分)    2.04  (2分) ②17%   (3分)
（4）12.35<x<49.4， y=3.4-17x/247 (4分)

解析试题分析：
（1）0-25ml: NaOH溶液与NH₄HSO₄中的H⁺作用：2NH₄HSO₄+2NaOH= (NH₄)₂SO₄+Na₂ SO₄+2H₂O
ab段：(NH₄)₂SO₄+2NaOH="2" NH₃↑+ 2H₂O+ Na₂ SO₄  离子方程式：NH₄^＋ + OH^―  =  NH₃↑+ H₂O
（2）①解：设浓硫酸增重的质量为x
(NH₄)₂SO₄+2NaOH="2" NH₃↑+ 2H₂O+ Na₂ SO₄
                  2        34
（275-25）/1000*1    x            x="4.25"  c点对应的数值是4.25
②样品A中(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₄的物质的量之比为9/2
解：设NH₄HSO₄的物质的量为y
①2NH₄HSO₄+2NaOH= (NH₄)₂SO₄+Na₂ SO₄+H₂O
2          2            1
y         1*25/1000     0.025/2  
y=0.025
② (NH₄)₂SO₄+2NaOH="2" NH₃↑+ 2H₂O+ Na₂ SO₄
1           2
0.125       1*(275-25)/1000
原(NH₄)₂SO_4：0.125-0.0125=0.1125（mol）
(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₄的物质的量之比为0.1125/0.025=9/2
（3）I 和II可知，I铵盐最少，NaOH足量，铵盐能反应充分。浓硫酸增重的质量即氨的质量。
解：设I（第一份）NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄的物质的量为x和y，I中铵盐都反应了
115x+132y=9.88  放出的氨气的物质的量为x+2y
①NH₄HSO₄ ---------2NaOH----- NH₃↑ （2）(NH₄)₂SO₄--------2NaOH-----2 NH₃↑
x                      x              y                     2y
第二份的质量是第一份的2倍，NH₄HSO₄的物质的量也为2倍，物质的量为2x
对于第二份：先NH₄HSO₄---------H⁺ ---------OH^-                 
2x           2x       2x   
第二份吸收氨的质量与第一份等，物质的量也等。
NH₄⁺---------OH^-       
x+2y      x+2y     有NaOH：2x+ x+2y=0.2*1  和115x+132y=9.88  x=0.04  y=0.04
放出的氨气的物质的量为x+2y="0.12" 放出的氨气的质量为：m=17*0.12=2.04（g）
②样品B中氮元素的质量分数：14（x+2y）*100%/9.88=17%
60、由I可知样品B中NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄的物质的量均为0.04 mol，是物质的量1:1混合。
假设样品的质量为x(g)，浓硫酸增重的质量为y(g)。有几个特殊点
（1）0.2 molNaOH恰好反应需NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄的质量x(g)，设NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄的物质的量均为n
NH₄HSO₄-----------2NaOH ----------- NH₃↑ ；(NH₄)₂SO₄-----------2NaOH----------- 2NH₃↑
n                2n            n          n             2n           2n
对于NaOH ：4n=0.2   n="0.05"    样品的质量 x=115*0.05+132*0.05=12.35（g）
浓硫酸增重的质量为y：即氨的质量：3n*17
（2）浓硫酸增重的质量为0时，样品的质量为x(g)，此时NaOH 量不足，只与H⁺反应
NH₄HSO₄- ----------NaOH
0．2           0.2
样品B中的质量为x:0.2*115+0.2*132="49.4(g)"

当x大于等于49.4    y=0  ；x小于等于12.35 ，NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄物质的量1:1混合，物质的量为x/247,含氨气3 x/247，质量为y="17*3" x/247=51x/247。12.35<x<49.4， y=3.4-17x/247
考点：本题以实验为基础，考查化学计算等知识。