Question

某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为45.3 g的该结晶水合物，分别制成溶液。向其中一份逐滴加入NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有气体逸出，该气体有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，加热后共计可收集到2.24 L该气体(标准状况)；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。

另一份逐滴加入Ba(OH)2溶液，开始现象类似，但最终仍有白色沉淀；过滤，用稀硝酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体46.6 g。

请回答以下问题：

（1）试通过计算确定该结晶水合物的化学式为?????????? ；

（2）假设过程中向该溶液中加入的Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为2.0 mol·L-1。

①加入少量Ba(OH)2溶液，则反应的离子方程式为???????????????????????????????????????? ；

②加入一定量的Ba(OH)2溶液后，若所得沉淀的总物质的量最大，则反应的离子方程式为?????????????????????????????????????????????????? ；

③若加入75 mL的Ba(OH)2溶液，则得到的沉淀质量为???? 。

 

Answer 1

【答案】

（1）NH4Al(SO4)2·12H2O

（2）①3Ba2++6OH-+3SO42-+2Al3+=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓

②2Ba2++4OH-+2SO42-+Al3++NH4+=Al(OH)3↓+2BaSO4↓+NH3·H2O

③42.75g

【解析】

试题分析：向一份配制溶液中逐滴加入NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有气体逸出，该气体有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，加热后共计可收集到2.24 L该气体(标准状况)这是NH3，说明含有NH4+为0.1mol；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失，说明含有Al3+。

另一份配制溶液逐滴加入Ba(OH)2溶液，开始现象类似，说明有Al3+，但最终仍有白色沉淀；过滤，用稀硝酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体46.6 g，这是BaSO4，说明含有0.2molSO42-。根据电荷守恒，每份溶液中含的溶质是0.1mol NH4Al(SO4)2；又每份溶液是45.3 g的结晶水合物，故相对式量是453，结晶水合物的化学式是NH4Al(SO4)2·12H2O。

①加入少量Ba(OH)2溶液，以为拆分Ba(OH)2离子基本比例，反应的离子方程式为3Ba2++6OH-+3SO42-+2Al3+ =2Al(OH)3↓+3BaSO4↓；

②加入一定量的Ba(OH)2溶液后，若所得沉淀的总物质的量最大，NH4Al(SO4)2中的Al3+和SO42-恰好变成Al(OH)3和3BaSO4沉淀，反应的离子方程式为2Ba2++4OH-+2SO42-+Al3++NH4+=Al(OH)3↓+2BaSO4↓+NH3·H2O；

③加入75 mL的Ba(OH)2溶液，即0.15molBa(OH)2，得到0.15mol BaSO4的沉淀，质量为34.95g；

还得到0.1Al(OH)3的沉淀，质量为7.8g，沉淀共为42.75g。

考点：离子的定量计算判断和离子方程式的书写。