Question

鈉是活潑的堿金屬元素，鈉及其化合物在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應用。

完成下列計算：

（1）疊氮化鈉（NaN₃）受撞擊分解產(chǎn)生鈉和氮氣，故可應用于汽車安全氣囊。若78克疊氮化鈉完全分解，產(chǎn)生標準狀況下氮氣___________________L 。

（2）鈉-鉀合金可在核反應堆中用作熱交換液。5.05 g鈉-鉀合金溶于200 mL水生成0.075 mol氫氣。計算溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度______________________（忽略液體體積變化）。

（3）氫氧化鈉溶液處理鋁土礦并過濾，得到含鋁酸鈉的溶液。向該溶液中通入二氧化碳，有下列反應：  2NaAl(OH)₄+CO₂→2Al(OH)₃↓+Na₂CO₃+H₂O。己知通入二氧化碳112 L（標準狀況下），生成的Al(OH)₃和Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比為4:5。若向該溶液中通入的二氧化碳為224L（標準狀況下），計算生成的 Al(OH)₃和Na₂CO₃的物質(zhì)的量的最大值。

（4）為測定某硫酸吸收含氨氣廢氣后，所得銨鹽中氮元素的質(zhì)量分數(shù)，現(xiàn)將不同質(zhì)量的銨鹽固體分別加入到50.00mL相同濃度的氫氧化鈉溶液中，沸水浴加熱至氣體全部逸出(此溫度下銨鹽不分解)。該氣體經(jīng)干燥后用濃硫酸吸收完全，測定濃硫酸增加的質(zhì)量。部分測定結果如下表：

銨鹽的質(zhì)量/g	10.00	20.00	30.00	50.00
濃硫酸增加的質(zhì)量/g	m	m	1.29	0

 

試回答：

該銨鹽的成分為_______________________________。

該銨鹽中氮元素的質(zhì)量分數(shù)為：_______________________________(須列式計算）。

 

Answer 1

【答案】

（1）（3分） 40.32；（2）（3分） 0.25mol/L；（3）（6分） 14mol、10mol；

（4）（4分）(NH₄)₂SO₄與NH₄HSO₄的混合物；16.7%

【解析】

試題分析：（1） 疊氮化鈉（NaN₃）受撞擊分解產(chǎn)生鈉和氮氣，該反應的化學方程式是2NaN₃＝2Na＋3N₂↑。78克疊氮化鈉的物質(zhì)的量是78g÷65/mol＝1.2mol，所以生成氮氣的物質(zhì)的量是1.2mol×＝1.8mol，因此在標準狀況下的體積是1.8mol×22.4L/mol＝40.32L。

（2）設5.05 g鈉-鉀合金中鈉和鉀的物質(zhì)的量分別是x和y，則23x＋39y＝5.05。根據(jù)電子得失守恒可知，x＋y＝0.075mol×2，解得x＝0.05mol、y＝0.10mol，因此根據(jù)原子守恒可知，氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.05mol，所以氫氧化鈉的濃度是0.05mol÷0.2L＝0.25mol/L。

（3）己知通入二氧化碳112 L（標準狀況下），生成的Al(OH)₃和Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比為4:5，這說明溶液中還有氫氧化鈉。112LCO₂的物質(zhì)的量是5mol，設溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量是n，則根據(jù)2NaOH＋CO₂＝Na₂CO₃＋H₂O可知與氫氧化鈉反應的CO₂是0.5n，所以與NaAl(OH)₄反應的CO₂是5－0.5n，生成氫氧化鋁是2×（5－0.5n），[2×（5－0.5n）:5]=4:5，解得x＝6mol。當通入CO₂的物質(zhì)的量是224L÷22.4L/mol＝10mol時，氫氧化鈉消耗3mol氫氧化鈉，生成3mol碳酸鈉。剩余10mol－3mol＝7molCO2與NaAl(OH)₄反應，生成氫氧化鋁是14mol，碳酸鈉是7mol，所以共計生成碳酸鈉是10mol

（4）當銨鹽質(zhì)量是50.0g時沒有氨氣溢出，這說明銨鹽中一定還有硫酸氫銨。當銨鹽的質(zhì)量是10.0g和20.0g時放出的氨氣相同，這說明銨鹽還有硫酸銨。因為在(NH₄)₂SO₄與NH₄HSO₄的混合物中，NaOH優(yōu)先與NH₄HSO₄發(fā)生中和反應：2 NH₄HSO₄+2NaOH＝(NH₄)₂SO₄+Na₂SO₄+2H₂O

過量的NaOH再與(NH₄)₂SO₄反應（加熱）產(chǎn)生NH₃

(NH₄)₂SO₄+2NaOHNa₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O

NH₃被濃硫酸吸收使其質(zhì)量增加：2 NH₃+H₂SO₄＝(NH₄)₂SO₄

設NaOH的物質(zhì)的量為a，銨鹽中(NH₄)₂SO₄的質(zhì)量分數(shù)為x

10g銨鹽與NaOH（過量）反應生產(chǎn)mg氨氣，因此有：

×2×17g/mol＋×17g/mol＝mg    ①

20g銨鹽與NaOH（過量）反應生產(chǎn)mg氨氣，因此有：

[a－]×17g/mol＝mg   ②

30g銨鹽與NaOH（過量）反應生產(chǎn)1.29g氨氣，因此有：

[a－]×17g/mol＝1.29g   ③

聯(lián)立①②③，解之得x＝0.50

所以10g銨鹽中氮元素的質(zhì)量為：×2×14g/mol＋×14g/mol＝1.67g

因此銨鹽中氮元素的質(zhì)量分數(shù)為16.7%