Question

10．在50mL NaOH溶液中加入NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄固體混合物，加熱充分反應(yīng)，加入混合物質(zhì)量和產(chǎn)生的氣體體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的關(guān)系如圖所示．
（1）計算NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度．
（2）混合物中NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄物質(zhì)的量之比．
（3）當(dāng)NaOH水溶液的體積為100mL，固體混合物的質(zhì)量是50.0g時，充分反應(yīng)后生成氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為多少升．

Answer 1

分析 （1）氫氧化鈉與NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄的混合物生成氨氣，發(fā)生反應(yīng)NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+2H₂O，由圖象可知，加入固體17.2g時生成氨氣體積增大為5.6L，根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$氨氣的物質(zhì)的量，結(jié)合方程式計算NaOH的物質(zhì)的量，進而計算其物質(zhì)的量濃度；
（2）設(shè)出硝酸銨、硫酸銨的物質(zhì)的量，然后根據(jù)二者的質(zhì)量、生成氨氣的物質(zhì)的量列式計算出硝酸銨、硫酸銨的物質(zhì)的量；
（3）當(dāng)固體混合物的質(zhì)量是50.0 g時，固體混合物完全反應(yīng)消耗的氫氧化鈉溶液的體積為：$\frac{50.0g}{17.2g}$×50ml=145mL＞100 mL，說明固體過量，故n（NH₃）=n（NaOH）．

解答 解：（1）由圖可知：50 mL NaOH溶液完全反應(yīng)生成氨氣5.6L，根據(jù)：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，可知n（NaOH）=n（NH₃）=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，則c（NaOH）=$\frac{0.25mol}{0.05L}$=5mol/L，
答：NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5mol/L；
（2）設(shè)17.2g固體中NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄的物質(zhì)的量分別為xmol和ymol，
根據(jù)總質(zhì)量可得：①80×x+132×y=17.2，
根據(jù)生成氨氣的物質(zhì)的量可得：②x+2y=0.25，
聯(lián)立方程解得：x=0.05、y=0.1，
NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄物質(zhì)的量之比為1：2，
答：固體混合物中，NH₄NO₃與（NH₄）₂SO₄的物質(zhì)的量之比為1：2；
（3）當(dāng)固體混合物的質(zhì)量是50.0 g時，固體混合物完全反應(yīng)消耗的氫氧化鈉溶液的體積為：$\frac{50.0g}{17.2g}$×50ml=145mL＞100 mL，說明固體過量，故n（NH₃）=n（NaOH）=5 mol/L×0.1 L=0.5mol，則V（NH₃）=0.5mol×22.4 L/mol=11.2 L，
答：充分反應(yīng)后，生成的氣體體積11.2L．

點評 本題以圖象形式考查混合物的有關(guān)計算，關(guān)鍵是明確發(fā)生的反應(yīng)，注意利用離子方程式進行解答，綜合考查學(xué)生分析解決問題的能力，難度中等．