Question

16．在100mLNaOH溶液中加入NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄的固体混合物，加热充分反应，加入的混合物质量与产生的气体体积（标准状况）之间的关系如图所示．请完成下列问题：
（1）100mLNaOH溶液完全反应最多产生气体11.2L．
（2）求NaOH溶液的物质的量浓度．
（3）当NaOH溶液的体积为140mL，固体混合物质量是51.6g时，充分反应后生成的气体体积（标况）为多少升？

Answer 1

分析 （1）氢氧化钠与NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄的混合物生成氨气，发生反应NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+2H₂O，由图象可知，加入固体34.4g时生成氨气体积增大为11.2L；
（2）根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算出氨气的物质的量，然后结合反应方程式计算氢氧根的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算氢氧化钠的物质的量浓度；
（3）当固体混合物的质量是51.6 g时，固体混合物完全反应消耗的氢氧化钠溶液的体积为：$\frac{51.6g}{34.4g}$×100mL=150ml，而V（NaOH）=140 mL，说明固体过量，故n（NH₃）=n（NaOH），据此计算解答．

解答 解：（1）氢氧化钠与NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄的混合物生成氨气，发生反应NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+2H₂O，从图中可看出加入34.4 g混合物时生成氨气的物质的量达到最大，则100mLNaOH溶液完全反应最多产生气体条件为11.2l，
故答案为：11.2L；
（2）由于100 mL NaOH恰好完全反应，则n（NaOH）=n（NH₃）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5 mol，
强氧化钠溶液的物质的量浓度为：c（NaOH）=$\frac{0.5mol}{0.1L}$=5mol/L，
答：NaOH溶液的物质的量浓度为5mol/L；
（3）当固体混合物的质量是51.6 g时，固体混合物完全反应消耗的氢氧化钠溶液的体积为：$\frac{51.6g}{34.4g}$×100ml=150mL，而V（NaOH）=140 mL，说明固体过量，
所以产生氨气的物质的量为：n（NH₃）=n（NaOH）=5 mol/L×0.14 L=0.7mol，V（NH₃）=0.7mol×22.4 L/mol=15.68 L，
答：当NaOH溶液的体积为140mL，固体混合物质量是51.6g时，充分反应后生成的气体体积（标况）为15.68L．

点评 本题以图象形式考查混合物的有关计算，题目难度中等，注意明确发生反应的本质，利用离子方程式进行解答，综合考查学生分析解决问题的能力．