Question

11．为确定混合均匀的NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄样品组成，称取4份样品分别加入50.0mL相同浓度的NaOH溶液中，加热充分反应（溶液中的氮元素全部转化为氨气，且加热后氨气全部逸出）．加入的混合物的质量和产生的气体体积（标准状况）的关系如表：

实验序号	I	II	III	IV
NaOH溶液的体积（mL）	50.0	50.0	50.0	50.0
样品质量（g）	3.44	m	17.2	21.5
NH3体积（L）	1.12	2.24	5.60	5.60

试计算：
（1）m=6.88g；c（NaOH）=5.00mol•L^-1．
（2）样品中NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄物质的量之比为1：2．

Answer 1

分析 发生反应有：（NH₄）₂SO₄+2NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O、NH₄NO₃+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaNO₃+NH₃↑+H₂O；由表可知，Ⅰ、Ⅱ氢氧化钠过量，而当生成氨气5.6L时，所需固体的质量为：$\frac{5.6}{1.12}×3.44$=17.2g，所以Ⅲ混合物与氢氧化钠恰好完全反应，IV是氢氧化钠不足，由此分析解答．

解答 解：发生反应有：（NH₄）₂SO₄+2NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O、NH₄NO₃+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaNO₃+NH₃↑+H₂O；由表可知，Ⅰ、Ⅱ氢氧化钠过量，而当生成氨气5.6L时，所需固体的质量为：$\frac{5.6}{1.12}×3.44$=17.2g，所以Ⅲ混合物与氢氧化钠恰好完全反应，IV是氢氧化钠不足，
（1）氢氧化钠过量时，生成气体的量与固体混合物成正比，所以m=$\frac{2.24}{1.12}×3.44$=6.88g，氢氧化钠的物质的量浓度可知根据Ⅲ、Ⅳ来求，由III两者恰好完全反应，可知：n（NaOH）=n（NH₃）=$\frac{5.60}{22.4}$=0.25mol，所以c（NaOH）=$\frac{0.25mol}{0.05L}$=5mol•L^-1，故答案为：6.88g；5.00；
（2）设NH₄NO₃的物质的量为xmol，（NH₄）₂SO₄的物质的量为ymol，
所以$\left\{\begin{array}{l}{x+2y=\frac{5.6}{22.4}}\\{80g/mol×x+132/mol×y=17.2}\end{array}\right.$，解之得：$\left\{\begin{array}{l}{x=0.05}\\{y=0.1}\end{array}\right.$，样品中NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄物质的量之比为1：2，故答案为：1：2．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应原理为解答关键，注意掌握质量守恒定律在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．