Question

某結晶水合物含有兩種陽離子和一種陰離子．稱取兩份質量均為45.3g的該結晶水合物，分別制成溶液．向其中一份逐滴加入NaOH溶液，開始發(fā)現溶液中出現白色沉淀并逐漸增多；一段時間后有氣體逸出，該氣體有刺激性氣味，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，加熱后共計可收集到2.24L該氣體（標準狀況）；最后白色沉淀逐漸減少并最終消失．另一份逐滴加入Ba（OH）₂溶液，開始現象類似，但最終仍有白色沉淀；過濾，用稀硝酸處理沉淀物，經洗滌和干燥，得到白色固體46.6g．請回答以下問題：

（1）該結晶水合物中含有的兩種陽離子是　　和　　，陰離子是　　．

（2）試通過計算確定該結晶水合物的化學式．

（3）假設過程中向該溶液中加入的NaOH溶液的物質的量濃度為5mol•L^﹣1，請在下圖中畫出生成沉淀的物質的量與加入NaOH溶液體積的關系示意圖．

　

Answer 1

考點： 復雜化學式的確定；無機物的推斷． 

專題： 推斷題；計算題．

分析： （1）能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體是氨氣，證明銨根離子的存在，白色溶于氫氧化鈉的沉淀是氫氧化鋁，和Ba（OH）₂溶液反應生成的白色不溶于硝酸的白色沉淀是硫酸鋇；

（2）根據電荷守恒和原子守恒來計算回答；

（3）根據反應發(fā)生的先后順以及消耗堿的量情況來回答．

解答： 解：（1）一份加入足量Ba（OH）₂溶液，生成白色沉淀，過濾，用稀硝酸處理沉淀物，經洗滌和干燥，得到白色固體46.6g，說明含有硫酸根離子；加入NaOH溶液，一段時間后有氣體逸出，該氣體有刺激性氣味，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，該氣體是氨氣，證明一定含有銨根離子；向其中一份逐滴加入NaOH溶液，開始發(fā)現溶液中出現白色沉淀并逐漸增多，最后白色沉淀逐漸減少并最終消失，證明一定含有鋁離子，故答案為：NH₄⁺；Al³⁺；SO₄^2﹣；

（2）由題中信息可知45.3g的該結晶水合物中：n（SO₄^2﹣）==0.2mol，n（NH₄⁺）==0.1 mol，根據離子化合物中陰、陽離子電荷平衡的原理：n（NH₄⁺）+3n（Al³⁺）=2n（SO₄^2﹣）可得：n（Al³⁺）=（2×0.2mol﹣0.1 mol）=0.1 mol，n（H₂O）==1.2mol，所以，1.96g的該結晶水合物中：m（NH₄⁺）：n（Al³⁺）：n（SO₄^2﹣）：n（H₂O）=0.1mol：0.1mol：0.2mol：1.2mol=1：1：2：12，

該結晶水合物的化學式為NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O[或（NH₄）₂SO₄•Al₂（SO₄）₃•24H₂O]，

答：結晶水合物的化學式為NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O[或（NH₄）₂SO₄•Al₂（SO₄）₃•24H₂O]；

（3）根據反應的先后順序，開始階段是氫氧化鈉和鋁離子反應生成氫氧化鋁沉淀階段，然后是銨根離子和氫氧根離子反應生成氨氣和水的階段，最后是氫氧化鋁和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉的階段，結合Al³⁺～3OH^﹣～Al（OH）₃↓，NH₄⁺～OH^﹣，Al（OH）₃↓～OH^﹣～[Al（OH）₄]﹣，所以三個階段分別消耗的氫氧化鈉的物質的量之比為：3：1：1，

即，故答案為：．

點評： 本題考查離子的檢驗和推斷，題目難度中等，注意從守恒的角度推斷結晶水合物的化學式．