Question

某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子．称取两份质量均为45.3g的该结晶水合物，分别制成溶液．向其中

某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子．称取两份质量均为45.3g的该结晶水合物，分别制成溶液．向其中一份逐滴加入NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有气体逸出，该气体有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，加热后共计可收集到2.24L该气体（标准状况）；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失．（1）能使湿润的红色石蕊试纸变蓝且有刺激性气味的气体是______，说明原结晶水合物中有______离子（2）随着NaOH溶液加入，白色沉淀逐渐增多最后白色沉淀逐渐减少并最终消失，说明原结晶水合物中有______离子另一份逐滴加入Ba（OH）2溶液，开始现象类似，但最终仍有白色沉淀；过滤，用稀硝酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体46.6g．（3）46.6的白色固体为______，说明原结晶水合物中有______离子．（4）从以上推断结合电荷守恒，原结晶水合物中有的各离子质量之比为：______；该结晶水合物的化学式为______．（5）用该结晶水合物制成溶液与Ba（OH）2溶液反应①若所得沉淀的总物质的量最大，则反应的离子方程式为：______．②若与少量Ba（OH）2溶液反应，则反应的离子方程式为：______．③若与过量Ba（OH）2溶液反应，则反应的离子方程式为：______．

Answer 1

（1）向其中一份逐滴加入NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有气体逸出，该气体有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，
该气体是氨气，证明一定含有铵根离子；
故答案为：NH₃；NH₄⁺；
（2）向其中一份逐滴加入NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多，最后白色沉淀逐渐减少并最终消失，证明一定含有铝离子，
故答案为：Al³⁺；
（3）一份加入足量Ba（OH）₂溶液，生成白色沉淀，过滤，用稀硝酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体46.6g，则白色沉淀为BaSO₄，说明含有硫酸根离子；
故答案为：BaSO₄；SO₄^2-；
（4）由题中信息可知45.3g的该结晶水合物中：n（SO₄^2-）=

46.6g

233g/mol

=0.2mol，n（NH₄⁺）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1 mol，根据离子化合物中阴、阳离子电荷平衡的原理：n（NH₄⁺）+3n（Al³⁺）=2n（SO₄^2-）可得：n（Al³⁺）=

1

3

（2×0.2mol-0.1 mol）=0.1 mol，
n（H₂O）=

45.3g?0.1mol×27g/mol?0.1mol×18g/mol?0.2mol×96g/mol

18g/mol

=1.2mol，
所以原结晶水合物中有的各离子质量之比为：m（NH₄⁺）：m（Al³⁺）：m（SO₄^2-）=（0.1mol×18g/mol）：（0.1 mol×27g/mol）：（0.2mol×96g/mol）
=6：9：64；
所以，1.96g的该结晶水合物中：n（NH₄⁺）：n（Al³⁺）：n（SO₄^2-）：n（H₂O）=0.1mol：0.1mol：0.2mol：1.2mol=1：1：2：12，
该结晶水合物的化学式为NH₄Al（SO₄）₂?12H₂O[或（NH₄）₂SO₄?Al₂（SO₄）₃?24H₂O]，
故答案为：6：9：64；NH₄Al（SO₄）₂?12H₂O；
（5）①根据反应的先后顺序，开始阶段是氢氧化钠和铝离子反应生成氢氧化铝沉淀阶段，然后是铵根离子和氢氧根离子反应生成氨气和水的阶段，最后是氢氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠的阶段，当NH₄Al（SO₄）₂?12H₂O和氢氧化钡的物质的量之比为1：2时，两者恰好反应生成硫酸钡、氢氧化铝和一水合氨，此时生成沉淀量最大，离子反应方程式为：NH₄⁺+Al³⁺+4OH^-+2Ba²⁺+2SO₄^2-=2BaSO₄↓+Al（OH）₃↓+NH₃．H₂O，
故答案为：NH₄⁺+Al³⁺+4OH^-+2Ba²⁺+2SO₄^2-=2BaSO₄↓+Al（OH）₃↓+NH₃．H₂O；
②若与少量Ba（OH）₂溶液反应，则生成氢氧化铝沉淀和硫酸钡沉淀，反应的离子方程式为3Ba²⁺+6OH^-+3SO₄^2-+2Al³⁺=3BaSO₄↓+2Al（OH）₃↓，
故答案为：3Ba²⁺+6OH^-+3SO₄^2-+2Al³⁺=3BaSO₄↓+2Al（OH）₃↓；
③NH₄Al（SO₄）₂?12H₂O和过量的Ba（OH）₂ 反应生成硫酸钡沉淀、偏铝酸钠、一水合氨，反应的离子方程式为：NH₄⁺+Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+5OH^-=2BaSO₄↓+NH₃?H₂O+AlO₂^-+2H₂O；
故答案为：NH₄⁺+Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+5OH^-=2BaSO₄↓+NH₃?H₂O+AlO₂^-+2H₂O．