Question

20．某化合物A是一种易溶于水的不含结晶水盐，溶于水后可完全电离出三种中学化学常见离子，其中有两种是10电子的阳离子．用A进行如下实验：取2.370gA溶于蒸馏水配成溶液；向该溶液中逐滴加入一定量的氢氧化钠溶液，过程中先观察到产生白色沉淀B，后产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体C，气体不再产生时沉淀开始溶解，当沉淀恰好完全溶解时共用去氢氧化钠的物质的量为0.050mol．回答下列问题：
（1）请画出沉淀B中金属元素的原子结构示意图．
（2）化合物A的化学式为NH₄Al（SO₄）₂；请设计实验方案验证A中阴离子取少量A的溶液于试管中，加入足量的稀盐酸酸化，再加入氯化钡，若有白色沉淀生成，说明A中的阴离子为硫酸根离子．
（3）向2.370gA的溶液中加入0.02 mol Ba（OH）₂溶液，请写出发生反应的离子方程式2Ba²⁺+4OH ^-+Al³⁺+NH₄⁺+2SO₄^2-=2BaSO₄↓+NH₃•H₂O+Al（OH）₃↓．

Answer 1

分析 A与NaOH溶液反应，先观察到产生白色沉淀B，后产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体C，气体不再产生时沉淀开始溶解，则气体C为NH₃，白色沉淀B为Al（OH）₃，A中含NH₄⁺、Al³⁺，均为10电子的阳离子，沉淀恰好完全溶解时共用去氢氧化钠的物质的量为0.050mol，由Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O可知，NH₄⁺、Al³⁺为1：1，则A中含阴离子带2个单位的负电荷，且与铵根离子、铝离子不反应，则阴离子可为SO₄^2-，则A为NH₄Al（SO₄）₂，据此解答．

解答 解：A与NaOH溶液反应，先观察到产生白色沉淀B，后产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体C，气体不再产生时沉淀开始溶解，则气体C为NH₃，白色沉淀B为Al（OH）₃，A中含NH₄⁺、Al³⁺，均为10电子的阳离子，沉淀恰好完全溶解时共用去氢氧化钠的物质的量为0.050mol，由Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O可知，NH₄⁺、Al³⁺为1：1，则A中含阴离子带2个单位的负电荷，且与铵根离子、铝离子不反应，则阴离子可为SO₄^2-，则A为NH₄Al（SO₄）₂．
（1）B中金属元素为Al，原子结构示意图为，故答案为：；
（2）由上述分析可知，A为NH₄Al（SO₄）₂，检验A中阴离子的方法为：取少量A的溶液于试管中，加入足量的稀盐酸酸化，再加入氯化钡，若有白色沉淀生成，说明A中的阴离子为硫酸根离子，
故答案为：NH₄Al（SO₄）₂；取少量A的溶液于试管中，加入足量的稀盐酸酸化，再加入氯化钡，若有白色沉淀生成，说明A中的阴离子为硫酸根离子；
（3）2.370gA的物质的量为$\frac{2.37g}{237g/mol}$=0.01mol，与0.02 mol Ba（OH）₂恰好反应生成硫酸钡、氢氧化铝、一水合氨，发生反应的离子方程式为：2Ba²⁺+4OH ^-+Al³⁺+NH₄⁺+2SO₄^2-=2BaSO₄↓+NH₃•H₂O+Al（OH）₃↓，
故答案为：2Ba²⁺+4OH ^-+Al³⁺+NH₄⁺+2SO₄^2-=2BaSO₄↓+NH₃•H₂O+Al（OH）₃↓．

点评 本题考查无机物的推断，把握铵根离子、铝离子的检验为解答的关键，注意阴离子可由电荷守恒分析，侧重分析与推断能力的综合考查，题目难度中等．