Question

【题目】某化学学习小组在帮助老师整理实验室的化学试剂时，发现一盛无色盐溶液的试剂瓶，标签破损如右图，该小组根据已掌握的知识，对药品作出猜想，并设计实验验证。

（1）该实验药品为中学化学常用试剂，推测它的阳离子化合价为______________________。

（2）同学们做出以下三种推测。

猜想1：Na2SO4

实验设计： 进行……，.证明是Na2SO4溶液；

猜想2： K2SO4

实验设计：____________________________，证明是K2SO4溶液；

猜想3； (NH4)2SO4

实验设计：____________________________，证明是(NH4)2SO4溶液。

（3）通过实验发现“猜想3”成立，已知(NH4)2SO4受热易分解，该小组拟用下图所示装置探究其分解产物。（夹持和加热装置略）

实验I：装置B 盛0.5000mol/L盐酸50.00mL，通入N2排尽空气后，将装置A 加热至260℃一段时间，停止加热，停止通入N2，品红溶液不褪色，取下装置B，用0.1000mol/LNaOH溶液滴定剩余盐酸，消耗NaOH 溶液50.00mL。经检验滴定后的溶液中无SO42-。

①请从右图选择盛放0.1000mol/LNaOH 溶液的滴定管____________（填“甲”或“乙”）。

②装置B 内溶液吸收气体的物质的量是_____________________mol。

实验Ⅱ：通入N2排尽空气后，将装置A 加热到400℃，至固体无残留，停止加热，停止通入N2，观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO32-，无SO42-。

①装置E 的作用是____________________________。

②A、D之间的导气管内的少量白色固体是____________________________。

③有同学提出在AD之间需要增加一个防倒吸的安全瓶，老师说不需要，原因是____________________________。

④进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物，则(NH4)2SO4在400℃分解的化学方程式是_______________________________。

Answer 1

【答案】 ＋1 进行焰色反应，透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色 取一定量溶液于试管中加浓NaOH溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 乙 0.02 吸收NH3 (NH4)2SO3 (NH4)2SO4分解过程中不断通入N2，从而稀释了SO2起到了阻止倒吸的作用 3(NH4)2SO44NH3↑+ N2↑+3SO2↑ + 6H2O↑

【解析】试题分析：本题考查常见阳离子的检验，探究（NH4）2SO4分解的产物，滴定实验和实验的评价，化学方程式的书写。

（1）根据破损的标签，该无色盐的化学式为M2SO4（M代表其中的阳离子），S元素的化合价为+6价，O元素的化合价为-2价，根据化合物中元素正负化合价代数和为0，阳离子的化合价为+1价。

（2）猜想2，试剂瓶中为K2SO4溶液，证明阳离子为K+用焰色反应。实验设计：进行焰色反应，透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色，证明是K2SO4溶液。

猜想3，试剂瓶中为（NH4）2SO4溶液，证明阳离子为NH4+利用的反应原理为：NH4++OH-NH3↑+H2O，NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。实验设计：取一定量溶液于试管中加浓NaOH溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明是（NH4）2SO4溶液。

（3）实验I：①甲为酸式滴定管，乙为碱式滴定管，盛放NaOH溶液选用碱式滴定管，答案选乙。

②加热（NH4）2SO4到260℃时不产生使品红溶液褪色的气体，没有SO2生成，滴定后的溶液中无SO42-，没有SO3生成，则装置B中盐酸吸收分解产生的NH3；根据反应NaOH+HCl=NaCl+H2O，n（HCl）剩余=n（NaOH）=0.1000mol/L0.05L=0.005mol，吸收NH3消耗HCl物质的量为0.5000mol/L0.05L-0.005mol=0.02mol，根据反应NH3+HCl=NH4Cl，装置B内溶液吸收气体物质的量为0.02mol。

实验II：①装置D内溶液中有SO32-，没有SO42-，说明加热（NH4）2SO4到400℃时分解产生了SO2；装置A、D之间的导气管内有少量白色固体，该白色固体中含SO32-，说明（NH4）2SO4分解还产生了NH3和H2O；装置D中NaOH溶液吸收SO2，装置E中水吸收NH3。

②（NH4）2SO4加热到400℃分解生成的NH3、SO2和H2O在A、D之间的导管内发生化合反应生成白色固体（NH4）2SO3，反应的化学方程式为2NH3+SO2+H2O=（NH4）2SO3。

③在A、D之间不需要增加防倒吸的安全瓶的原因是：虽然SO2易溶于水，但（NH4）2SO4分解过程中不断通入N2，N2难溶于水，N2稀释了SO2起到了防止倒吸的作用。

④根据上述分析（NH4）2SO4加热到400℃分解生成了SO2、NH3和H2O，S元素的化合价由+6价降至+4价，根据得失电子守恒，只能为N元素的化合价升高，由于气体产物中无氮氧化物，说明生成N2，根据得失电子守恒和原子守恒，（NH4）2SO4在400℃分解反应的化学方程式为3（NH42SO44NH3↑+ N2↑+3SO2↑+ 6H2O↑。