Question

18．一包質量29.0g的粉末，它是由NaCl、FeCl₃、Na₂O₂、K₂CO₃、（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄、KNO₃中的幾種物質組成的混合粉末．為測定其組成，進行以下實驗：
（1）將粉末全部投入足量蒸餾水中，得到無色溶液與氣體，加熱使反應完全，共收集到氣體6.72L（標準狀況）；
（2）將（1）所得溶液分成兩等份，一份滴入酚酞溶液呈紅色，用濃度為4mol/L的鹽酸中和，用去鹽酸25.0mL；
（3）將另一份溶液用稀硝酸酸化，無氣體產生，再加入過量的Ba（NO₃）₂溶液，得到白色沉淀，質量為了11.65g，濾液中加入AgNO₃溶液，無明顯現(xiàn)象；
（4）將所得氣體通過濃硫酸，氣體體積明顯減少，再通過堿石灰，氣體體積不變．
試根據(jù)以上實驗判斷、計算、得出結論．（將結論填入下表，有幾種物質填幾個空）

組成物質分別是
質 量 為（g）

Answer 1

分析 （1）將粉末全部投入足量蒸餾水中，得到無色溶液與氣體，說明一定不存在FeCl₃，加熱使反應完全，共收集到氣體6.72L（標準狀況），說明含有Na₂O₂；
（2）將（1）所得溶液分成兩等份，一份滴入酚酞溶液呈紅色證明溶液顯堿性，用濃度為4mol/L的鹽酸中和，用去鹽酸25.0mL，可以計算過氧化鈉生成的氫氧化鈉物質的量；
（3）將另一份溶液用稀硝酸酸化，無氣體產生，說明不含K₂CO₃，再加入過量的Ba（NO₃）₂溶液，得到白色沉淀，質量為了11.65g，為硫酸鋇物質的量=$\frac{11.65g}{233g/mol}$=0.05mol，濾液中加入AgNO₃溶液，無明顯現(xiàn)象證明無氯離子，說明一定不含NaCl；
（4）將所得氣體通過濃硫酸，氣體體積明顯減少，再通過堿石灰，氣體體積不變，說明氣體為氨氣和氧氣的混合氣體，證明含（NH₄）₂SO₄．

解答 解：（1）將粉末全部投入足量蒸餾水中，得到無色溶液與氣體，說明一定不存在FeCl₃，加熱使反應完全，共收集到氣體6.72L（標準狀況）物質的量=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，說明含有Na₂O₂；
（2）將（1）所得溶液分成兩等份，一份滴入酚酞溶液呈紅色證明溶液顯堿性，用濃度為4mol/L的鹽酸中和，用去鹽酸25.0mL，可以計算過氧化鈉生成的氫氧化鈉剩余物質的量=4mol/L×0.02500L=0.1mol，原混合物溶于水反應后的剩余氫氧化鈉為0.2mol，
（3）將另一份溶液用稀硝酸酸化，無氣體產生，說明不含K₂CO₃，再加入過量的Ba（NO₃）₂溶液，得到白色沉淀，質量為了11.65g，為硫酸鋇物質的量=$\frac{11.65g}{233g/mol}$=0.05mol，原溶液中含硫酸根離子物質的量=0.05mol×2=0.1mol，濾液中加入AgNO₃溶液，無明顯現(xiàn)象證明無氯離子，說明一定不含NaCl；
（4）將所得氣體通過濃硫酸，氣體體積明顯減少，再通過堿石灰，氣體體積不變，說明氣體為氨氣和氧氣的混合氣體，證明含（NH₄）₂SO₄；
上述分析可知一定含有Na₂O₂、（NH₄）₂SO₄，一定不含NaCl、FeCl₃、K₂CO₃，結合電荷守恒計算判斷Na₂SO₄、KNO₃是否存在，剩余氫氧化鈉說明銨根離子全部反應，設過氧化鈉物質的量為x，硫酸銨物質的量為y，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，OH^-+NH₄⁺=NH₃↑+H₂O，
氣體物質的量：0.5x+2y=0.3mol
剩余氫氧化鈉物質的量：2x-2y=0.2mol
計算得到x=0.2mol，
y=0.1mol，
過氧化鈉質量=0.2mol×78g/mol=15.6g，
硫酸銨質量=0.1mol×132g/mol=13.2g，
硫酸銨含硫酸根離子0.1mol，和硝酸鋇恰好完全反應生成硫酸鋇，判斷無硫酸鈉，
質量29.0g的粉末中含過氧化鈉15.6g，含硫酸銨13.2g，則剩余0.2g應為KNO₃，
故答案為：

組成物質分別是	Na2O2	（NH4）2SO4	KNO3
質 量 為（g）	15.6g	13.2g	0.2g

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點評 本題考查了混合物組成的實驗判斷，離子性質和離子物質的量的計算應用，注意反應過程中氫氧化鈉的作用是和銨根離子反應生成氨氣、剩余的氫氧化鈉溶液被鹽酸中和，所得氣體為氨氣和氧氣混合氣體，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．