Question

已知X是地殼中含量較多的一種金屬元素，在含有X元素的化合物（NH₄）_aX_b（SO₄）_c?nH₂O中NH₄⁺和SO₄^2-的質量比為3：16，X的質量分數為14.3%；a、b、c均為正整數，且a、b、c之和為5；該化合物7.84克與足量的熟石灰共熱，充分反應后，生成的氨氣恰好被含1.96克H₂SO₄的溶液全部吸收并生成正鹽．
（1）推斷a、b、c之值分別為a=

 

，b=

 

，c=

 

．
（2）推斷X為何種元素，并確定該化合物的化學式（要求寫出推算過程）．

Answer 1

分析：（1）根據NH₄⁺和SO₄^2-的質量比為3：16，得關系式

18a

96c

=

3

16

，根據a、b、c之和為5，得a+b+c=5，根據化合物中元素化合價的代數和為0，得（+1）×a+X的化合價×b+（-2）×c=0，再結合a、b、c均為正整數，X的化合價也為整數，得出a、b、c之值．
（2）根據化合物7.84克與足量的熟石灰共熱，充分反應后，生成的氨氣恰好被含1.96克H₂SO₄的溶液全部吸收并生成正鹽，可得關系式：（NH₄）₂X（SO₄）₂?nH₂O～2NH₃～H₂SO₄，再根據關系式中化合物與硫酸的質量比得出關系式，結合X的質量分數得出的關系式計算X的相對原子質量，判斷X的元素種類，同時求出n值，得出化學式．

解答：解：（1）因化合物（NH₄）_aX_b（SO₄）_c?nH₂O中NH₄⁺和SO₄^2-的質量比為3：16，則有

18a

96c

=

3

16

，即a=c；由于a、b、c之和為5，則a+b+c=5，又因化合物中元素化合價的代數和為0，
故（+1）×a+X的化合價×b+（-2）×c=0，即a+X的化合價×b-2c=0；又因a、b、c均為正整數，X的化合價也為整數；可得a=2，b=1，c=2．
（2）a=2，b=1，c=2，化合物的化學式為（NH₄）₂X（SO₄）₂?nH₂O，該化合物7.84克與足量的熟石灰共熱，充分反應后，生成的氨氣恰好被含1.96克H₂SO₄的溶液全部吸收并生成正鹽，可得關系式：（NH₄）₂X（SO₄）₂?nH₂O～2NH₃～H₂SO₄，含1.96克H₂SO₄的溶液吸收的氨氣應來自7.84克（NH₄）₂X（SO₄）₂?nH₂O，設X的相對原子質量為Ar則有

7.84g

1.96g

=

18×2+Ar+96×2+18n

98

，即328=2Ar+36n，又由于X的質量分數為14.3%，則有

Ar

18×2+Ar+96×2+18n

×100%=14.3%；
解兩個方程組成的方程組得Ar=56，n=6，
X是地殼中含量較多的一種金屬元素，應是鋁或鐵，所以X是鐵．
所以化學式為：（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O．
故答案為：（1）a=2；b=1；c=2；
（2）（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O．

點評：化學計算是中考考查的重點和熱點，是中考中必不可少的知識元素，對化學式的計算，要重點理解粒子數目比、元素質量比、相對分子質量的含義，對化學方程式的計算，要注意計算的格式和步驟．