Question

4．實(shí)驗(yàn)室有一瓶標(biāo)簽破損的試劑，由殘留信息知該試劑的相對(duì)分子質(zhì)量為453，為確定試劑的組成，同學(xué)甲進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
ⅰ觀(guān)察試劑外觀(guān)為無(wú)色透明的晶體．
ⅱ取少量晶體于試管中，加熱，晶體慢慢熔化，試管口附近有大量水蒸氣凝結(jié)．
ⅲ取少量晶體溶于水，向其中逐漸滴加濃NaOH溶液，開(kāi)始有大量白色沉淀產(chǎn)生，而后白色沉淀消失，伴有刺激性氣味的氣體生成，該氣體能使?jié)駶?rùn)pH試紙變藍(lán)．
ⅳ稱(chēng)量4.53g晶體，完全溶于水，向其中先加入稀鹽酸無(wú)明顯變化，再加入足量BaCl₂溶液，產(chǎn)生大量白色沉淀，經(jīng)定量測(cè)定，該沉淀質(zhì)量為4.66g．
（1）用離子方程式解釋步驟ⅲ中劃線(xiàn)部分的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O．
（2）步驟ⅳ說(shuō)明該試劑中一定含有SO₄^2-．
（3）試劑的化學(xué)式為NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O．

Answer 1

分析 晶體慢慢熔化，試管口附近有大量水蒸氣凝結(jié)，說(shuō)明含有水蒸氣，取少量晶體溶于水，向其中逐漸滴加濃NaOH溶液，開(kāi)始有大量白色沉淀產(chǎn)生，后白色沉淀消失，且伴隨刺激性氣味氣體生成，該氣體能使?jié)駶?rùn)pH試紙變藍(lán)說(shuō)明是氨氣，晶體中含有鋁離子、銨根離子，稱(chēng)量4.53g晶體，完全溶于水，向其中先加入稀鹽酸無(wú)明顯變化，再加入足量BaCl₂溶液，產(chǎn)生大量白色沉淀，經(jīng)定量測(cè)定，該沉淀質(zhì)量為4.66g，為硫酸鋇沉淀，說(shuō)明晶體中含硫酸根離子，結(jié)合質(zhì)量計(jì)算物質(zhì)的量得到化學(xué)式中微粒的物質(zhì)的量之比．
（1）白色沉淀消失是氫氧化鋁溶解于強(qiáng)堿生成偏鋁酸鈉和水，刺激性氣味氣體生成，該氣體能使?jié)駶?rùn)pH試紙變藍(lán)說(shuō)明是氨氣是銨根離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氨氣和水；
（2）溶于鹽酸無(wú)現(xiàn)象，加入氯化鋇生成白色沉淀為硫酸鋇沉淀，證明晶體含硫酸根離子；
（3）晶體物質(zhì)的量=$\frac{4.53g}{453g/mol}$=0.01mol，含硫酸根離子物質(zhì)的量=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，則化學(xué)式中含硫酸根離子2個(gè)，結(jié)合元素化合價(jià)代數(shù)和為0得到硫酸鋁銨化學(xué)式，計(jì)算得到結(jié)晶水物質(zhì)的量，確定化學(xué)式．

解答 解：晶體慢慢熔化，試管口附近有大量水蒸氣凝結(jié)，說(shuō)明含有水蒸氣，取少量晶體溶于水，向其中逐漸滴加濃NaOH溶液，開(kāi)始有大量白色沉淀產(chǎn)生，后白色沉淀消失，且伴隨刺激性氣味氣體生成，該氣體能使?jié)駶?rùn)pH試紙變藍(lán)說(shuō)明是氨氣，晶體中含有鋁離子、銨根離子，稱(chēng)量4.53g晶體，完全溶于水，向其中先加入稀鹽酸無(wú)明顯變化，再加入足量BaCl₂溶液，產(chǎn)生大量白色沉淀，經(jīng)定量測(cè)定，該沉淀質(zhì)量為4.66g，為硫酸鋇沉淀，說(shuō)明晶體中含硫酸根離子，結(jié)合質(zhì)量計(jì)算物質(zhì)的量得到化學(xué)式中微粒的物質(zhì)的量之比．
（1）白色沉淀消失是氫氧化鋁溶解于強(qiáng)堿生成偏鋁酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，刺激性氣味氣體生成，該氣體能使?jié)駶?rùn)pH試紙變藍(lán)說(shuō)明是氨氣是銨根離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氨氣和水，反應(yīng)的離子方程式為：NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O；
（2）溶于鹽酸無(wú)現(xiàn)象，加入氯化鋇生成白色沉淀為硫酸鋇沉淀，證明晶體含硫酸根離子，故答案為：SO₄^2-；
（3）晶體物質(zhì)的量=$\frac{4.53g}{453g/mol}$=0.01mol，含硫酸根離子物質(zhì)的量=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，則化學(xué)式中含硫酸根離子2個(gè)，結(jié)合元素化合價(jià)代數(shù)和為0得到硫酸鋁銨化學(xué)式，NH₄Al（SO₄）₂計(jì)算得到結(jié)晶水物質(zhì)的量，n（H₂O）=$\frac{4.53-0.01mol×237g/mol}{18g/mol}$=0.12mol，化學(xué)式為：NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O，
故答案為：NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)探究、微粒反應(yīng)特征現(xiàn)象的判斷、化學(xué)式計(jì)算，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．