一道化学题 要过程 特别解释下题目最后“铵盐质量为40.00g时,浓硫酸的质量不变”是怎么回事 2009年北京高考理综卷第28(5)题

作者&投稿:贾纨 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
本题考查化学计算,涉及混合物计算,过量问题的计算、范围讨论型计算、信息迁移型计算、NH4+、H+与NaOH溶液反应的先后顺序等知识,定性与定量相结合,综合性强,难度较大。
(1)铵盐成分的确定。
已知NaOH的用量相同,根据“铵盐质量为40.00g时,浓硫酸的质量不变”可知其中含有H+,又根据“铵盐质量为10.00g和20.00g 时,浓硫酸增加的质量相同”推断出该铵盐为NH4HSO4 与 (NH4)2SO4的混合物。
(2)计算氮元素的质量分数。
由题知铵盐质量为30.00g时,产生0.04molNH3。该铵盐中NH4HSO4先与NaOH溶液反应,2NH4HSO4+2NaOH=(NH4)2SO4+Na2SO4+H2O,只有当NH4HSO4中的H+消耗完全后,NH4+才能与NaOH溶液反应产生NH3,NH4++OH-=NH3↑+H2O。据此判断铵盐质量为10.00g时NaOH溶液过量,铵盐质量为20.00g和30.00g时,消耗的NaOH质量相等。设10.00g铵盐中NH4HSO4 与 (NH4)2SO4的物质的量分别为X、Y,n(NH3)= n(OH-)- n(H+),则有:
铵盐质量/g 10.00 20.00 30.00 40.00
含NH4HSO4、 (NH4)2SO4/mol X、Y 2X 、2Y 3X、3Y 4X 、4Y
产生NH3/mol X+2Y X+2Y 0.04 0
消耗NaOH/mol 2X+2Y 3X+2Y 3X+0.04 3X+0.04
因此3X+2Y=3X+0.04,解得Y=0.02mol,又115X+132Y=10.00,得X=0.064mol。
则该铵盐中氮元素的质量分数= (0.064+2×0.02)×14/10.00=14.56%。
(3)计算15.00 g铵盐与NaOH溶液反应产生的NH3。
由上面讨论可知此NaOH溶液中共有0.232molNaOH,当铵盐质量为15.00g时含0.096mol NH4HSO4和0.03mol (NH4)2SO4,共有NH4+和H+0.252mol,故NaOH不足,此时产生n(NH3)=(0.232-0.096)mol=0.136mol,NH3的质量=0.136mol ×17g/mol=2.31g。

很好理解,我给你个思路具体计算我就不算了,显然这是一种酸式铵盐,比如(NH4)HSO4,因此当NaOH量不足时无法产生 NH3因此浓硫酸质量不增加

不知道,让我算几天!

求解2009北京(理综)28题(化学)详解过程~

  10g时说明铵盐不足,20g时说明氢氧化钠不足,由10.00g和20.00g 时浓硫酸增加的质量相同说明铵盐有酸式根产生的氨气, 氢氧化钠的物质的量浓度为Cmol/L
  设10克中有Xmol的 (NH4)2SO4 和ymol的NH4HSO4则
  132X + 115y=10…………………………………………………….(1)
  10g时说明铵盐不足由N守恒知
  n(NH3)=2X + y
  20g时铵盐已经过量,氢氧化钠先和酸式根反应,则(NH4)2SO4为2Xmol,2ymol的NH4HSO4
  HSO4— + OH— = SO42— + H2O
  1 1
  2y 2y
  NH4+ + OH— = NH3 + H2O
  1 1
  50C×10—3—2y 50C×10—3—2y
  由于产生的氨气一样多
  n(NH3)=2X + y=50C×10—3—2y………………………………….(2)
  30g时铵盐过量,则(NH4)2SO4为3Xmol,3ymol的NH4HSO4 n(NH3)=0.68/17=0.04mol
  HSO4— + OH— = SO42— + H2O
  1 1
  3y 3y
  NH4+ + OH— = NH3 + H2O
  1 1
  50C×10—3—3y 0.04
  所以
  50C×10—3—3y=0.04…………………………………………………….(3)
  联立(1) (2) (3)解得
  X=0.02mol y=0.064mol C=4.64mol/L
  氮的质量百分含量= ×100%=(0.04+0.064) ×14/10×100%=14.56%
  15g时铵盐已经过量,则(NH4)2SO4为1.5Xmol,1.5 ymol的NH4HSO4
  HSO4— + OH— = SO42— + H2O
  1 1
  1.5y 1.5y
  NH4+ + OH— = NH3 + H2O
  1 1
  50C×10—3—1.5y 50C×10—3—1.5y
  n(NH3)= 50C×10—3—1.5y=50×4.64×10—3—1.5×0.064=0.136mol
  m(NH3)=0.136×17=2.31g

【解析】本题以硫酸工业尾气的吸收为载体考查化学计算,涉及混合物计算,过量问题的计算、范围讨论型计算、信息迁移型计算、NH4+、H+与NaOH溶液反应的先后顺序等知识,定性与定量相结合,综合性强,难度较大。
(1)铵盐成分的确定。
已知NaOH的用量相同,根据“铵盐质量为40.00g时,浓硫酸的质量不变”可知其中含有H+,又根据“铵盐质量为10.00g和20.00g 时,浓硫酸增加的质量相同”推断出该铵盐为NH4HSO4 与(NH4)2SO4得混合物。
(2)计算氮元素的质量分数。
由题知铵盐质量为30.00g时,产生0.04molNH3。该铵盐中NH4HSO4先与NaOH溶液反应,2NH4HSO4+2NaOH=(NH4)2SO4+Na2SO4+H2O,只有当NH4HSO4中的H+消耗完全后,NH4+才能与NaOH溶液反应产生NH3,NH4++OH-=NH3↑+H2O。据此判断铵盐质量为10.00g时NaOH溶液过量,铵盐质量为20.00g和30.00g时,消耗的NaOH质量相等。设10.00g铵盐中NH4HSO4 与(NH4)2SO4的物质的量分别为X、Y,n(NH3)= n(OH-)- n(H+),则有:
铵盐质量/g 10.00 20.00 30.00 40.00
含NH4HSO4、(NH4)2SO4/mol X、Y 2X 、2Y 3X、3Y 4X 、4Y
产生NH3/mol X+2Y X+2Y 0.04 0
消耗NaOH/mol 2X+2Y 3X+2Y 3X+0.04 3X+0.04
因此3X+2Y=3X+0.04,解得Y=0.02mol,又115X+132Y=10.00,得X=0.064mol。
则该铵盐中氮元素的质量分数= (0.064+2×0.02)×14/10.00=14.56%。
(3)计算15.00 g铵盐与NaOH溶液反应产生的NH3。
由上面讨论可知此NaOH溶液中共有0.232molNaOH,当铵盐质量为15.00g时含0.096mol NH4HSO4和0.03mol (NH4)2SO4,共有NH4+和H+ 0.252mol,故NaOH不足,此时产生n(NH3)=(0.232-0.096)mol=0.136mol,NH3的质量=0.136mol ×17g/mol=2.31g。