Question

8．某固体混合物可能由Al、（NH₄）₂SO₄、MgCl₂、AlCl₃、FeCl₂中的一种或几种组成，现对该混合物做如下实验，所得现象和有关数据如图所示（气体体积数据已换算成标准状况下的体积）：

请确定混合物的组成和各自的质量Al 5.4g，（NH₄）₂SO₄13.2g，MgCl₂9.5g．

Answer 1

分析 根据生成气体通过碱石灰体积不变（无酸性气体），而通过浓硫酸体积减小，说明剩余的 6.72 L气体为氢气，即原固体中一定含有金属Al，且其物质的量为$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol；生成氨气的物质的量为 $\frac{11.2L-6.72L}{22.4L/mol}$=0.2 mol，则原固体中一定含有 0.1 mol （NH₄）₂SO₄，得到白色沉淀久置不变色，说明无FeCl₂（氢氧化亚铁易被氧化为红棕色的氢氧化铁），因为NaOH过量，所以白色沉淀不可能含有氢氧化铝，则说明5.8 g白色沉淀为Mg（OH）₂，其物质的量为0.1 mol，则固体中含有MgCl₂0.1 mol，质量为9.5g，据此进行解答．

解答 解：由流程图可知：第一步反应的离子方程式为：NH₄⁺+OH^-═NH₃↑+H₂O、2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，根据生成气体通过碱石灰体积不变（无酸性气体），而通过浓硫酸体积减小，说明剩余的 6.72 L气体为氢气，即原固体中一定含有金属Al，且其质量为$\frac{\frac{6.72L}{22.4L/mol}}{1.5}$×27 g/mol=5.4 g；生成氨气的物质的量为 $\frac{11.2L-6.72L}{22.4L/mol}$=0.2 mol，根据氮守恒则原固体中一定含有 0.1 mol （NH₄）₂SO₄，质量为：0.1 mol×132g/mol=13.2g；得到白色沉淀久置不变色，说明无FeCl₂（氢氧化亚铁易被氧化为红棕色的氢氧化铁），因为NaOH过量，所以白色沉淀不可能含有氢氧化铝，则说明5.8 g白色沉淀为Mg（OH）₂，其物质的量为0.1 mol，则固体中含有MgCl₂0.1 mol，质量为9.5g，所以混合物的组成和各自的质量分别为Al  5.4g；（NH₄）₂SO₄13.2g；  MgCl₂9.5g，
故答案为：Al 5.4g，（NH₄）₂SO₄13.2g，MgCl₂9.5g．

点评 本题考查无机物的推断，题目难度中等，侧重于元素化合物知识的综合应用，为高考常考查题型，注意根据相关数据进行判断，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．