Question

智利硝石是一種在智利和秘魯發(fā)現(xiàn)的礦物，它的主要成分是NaNO₃．工業(yè)上從智利硝石中提取NaNO₃．為了測定一個(gè)硝酸鈉樣品的純度，在氫氧化鈉溶液中加熱該化合物與含鋁的合金．該反應(yīng)生成的氨氣在加熱的條件下逸出，并溶解于酸中．
3NaNO₃（aq）+8Al（s）+5NaOH（aq）+18H₂O（I）→3NH₃（g）+8NaAl（OH）₄（aq）
生成的氨氣溶于已知濃度的過量硫酸中．
2NH₃+H₂SO₄→（NH₄）₂SO₄
剩余的硫酸的量可通過與已知濃度的氫氧化鈉溶液反應(yīng)來測得．
H₂SO₄+2NaOH→Na₂SO₄+2H₂O
（1）1.64g不純的NaNO₃樣品與過量的鋁合金反應(yīng)．生成的氨氣溶解于25.0mL 1.00mol/L的H₂SO₄中．當(dāng)所有的氨氣都溶解，剩余的硫酸與16.2mL 2.00mol/L的NaOH溶液恰好完全反應(yīng)．
①計(jì)算25.0mL 1.00mol/L的H₂SO₄中，H₂SO₄的物質(zhì)的量．
②計(jì)算16.2mL  2.00mol/L的NaOH溶液中，NaOH的物質(zhì)的量．
③計(jì)算與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量．
④計(jì)算與氨氣反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量．
⑤計(jì)算與硫酸反應(yīng)的氨氣的物質(zhì)的量．
⑥計(jì)算與含鋁的合金反應(yīng)的硝酸鈉的物質(zhì)的量．
⑦計(jì)算反應(yīng)的硝酸鈉的質(zhì)量．
⑧計(jì)算樣品中硝酸鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)．
（2）上述樣品發(fā)生的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)．硝酸鈉和氨氣中N元素的化合價(jià)分別是：NaNO₃

 

和NH₃

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）①25.0mL 1.00mol/L的H₂SO₄中，H₂SO₄的物質(zhì)的量=CV計(jì)算得到；
②16.2mL  2.00mol/L的NaOH溶液中，NaOH的物質(zhì)的量=CV計(jì)算得到；
③與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算，用剩余的硫酸與16.2mL 2.00mol/L的NaOH溶液恰好完全反應(yīng)計(jì)算；
④生成的氨氣溶解于25.0mL 1.00mol/L的H₂SO₄中，結(jié)合氨氣和硫酸反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算；
⑤結(jié)合④計(jì)算與硫酸反應(yīng)的氨氣的物質(zhì)的量計(jì)算；
⑥依據(jù)生成氨氣結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算與含鋁的合金反應(yīng)的硝酸鈉的物質(zhì)的量；
⑦依據(jù)n=

m

M

結(jié)合硝酸鈉摩爾質(zhì)量計(jì)算質(zhì)量；
⑧硝酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

硝酸鈉質(zhì)量

樣品質(zhì)量

×100%；
（2）依據(jù)化學(xué)式中元素化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算標(biāo)注元素化合價(jià)．

解答： 解：（1）①25.0mL 1.00mol/L的H₂SO₄中，H₂SO₄的物質(zhì)的量=CV=0.0250L×1.00mol/L=0.02500mol；
答：25.0mL 1.00mol/L的H₂SO₄中，H₂SO₄的物質(zhì)的量為0.02500mol；
②16.2mL  2.00mol/L的NaOH溶液中，NaOH的物質(zhì)的量=CV=0.0162L×2.00mol/L；=0.0324mol；
答：16.2mL  2.00mol/L的NaOH溶液中，NaOH的物質(zhì)的量為0.0324mol；
③與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算，用剩余的硫酸與16.2mL 2.00mol/L的NaOH溶液恰好完全反應(yīng)計(jì)算
H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；
1       2
n      0.034mol
n=0.0162mol；
答：與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.0162mol；
④生成的氨氣溶解于25.0mL 1.00mol/L的H₂SO₄中，0.0250L×1.00mol/L-0.0162mol=0.0088mol；
答：與氨氣反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.0088mol；
⑤2NH₃+H₂SO₄=（NH₃）₂SO₄；
  2      1
  n   0.0250L×1.00mol/L-0.0162mol
n=0.0176mol；
答：計(jì)算與硫酸反應(yīng)的氨氣的物質(zhì)的量為0.0176mol；
⑥依據(jù)生成氨氣結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算與含鋁的合金反應(yīng)的硝酸鈉的物質(zhì)的量，
3NaNO₃（aq）+8Al（s）+5NaOH（aq）+18H₂O（I）→3NH₃（g）+8NaAl（OH）₄（aq）
 3                   5                       3
 n                                           0.0176mol
n=0.0176mol；
答：與含鋁的合金反應(yīng)的硝酸鈉的物質(zhì)的量為0.0176mol；
⑦依據(jù)n=

m

M

結(jié)合硝酸鈉摩爾質(zhì)量計(jì)算質(zhì)量=0.0176mol×85g/mol=1.496g；
答：反應(yīng)的硝酸鈉的質(zhì)量為1.496g；
⑧硝酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

硝酸鈉質(zhì)量

樣品質(zhì)量

×100%=

1.496g

1.64g

×100%=91.2%；
答：樣品中硝酸鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為91.2%；
（2）依據(jù)化學(xué)式中元素化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算標(biāo)注元素化合價(jià)，硝酸鈉和氨氣中N元素的化合價(jià)分別是+5價(jià)，-3價(jià)；
故答案為：+5；-3．

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的分析計(jì)算，反應(yīng)過程的理解應(yīng)用，注意物質(zhì)反應(yīng)定量過程的判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目較簡單．