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．生成的氨氣溶解于25.0mL 1.00mol/L的H₂SO₄中．當所有的氨氣都溶解，剩余的硫酸與16.2mL 2.00mol/L的NaOH溶液恰好完全反應．
①計算25.0mL 1.00mol/L的H₂SO₄中，H₂SO₄的物質的量．
②計算16.2mL  2.00mol/L的NaOH溶液中，NaOH的物質的量．
③計算與氫氧化鈉溶液反應的硫酸的物質的量．
④計算與氨氣反應的硫酸的物質的量．
⑤計算與硫酸反應的氨氣的物質的量．
⑥計算與含鋁的合金反應的硝酸鈉的物質的量．
⑦計算反應的硝酸鈉的質量．
⑧計算樣品中硝酸鈉的質量百分數．
（2）上述樣品發(fā)生的反應是氧化還原反應．硝酸鈉和氨氣中N元素的化合價分別是：NaNO₃

 

和NH₃

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量,化學方程式的有關計算

專題：計算題

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

m

M

結合硝酸鈉摩爾質量計算質量；
⑧硝酸鈉質量分數=

硝酸鈉質量

樣品質量

×100%；
（2）依據化學式中元素化合價代數和為0計算標注元素化合價．

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

m

M

結合硝酸鈉摩爾質量計算質量=0.0176mol×85g/mol=1.496g；
答：反應的硝酸鈉的質量為1.496g；
⑧硝酸鈉質量分數=

硝酸鈉質量

樣品質量

×100%=

1.496g

1.64g

×100%=91.2%；
答：樣品中硝酸鈉的質量百分數為91.2%；
（2）依據化學式中元素化合價代數和為0計算標注元素化合價，硝酸鈉和氨氣中N元素的化合價分別是+5價，-3價；
故答案為：+5；-3．

點評：本題考查了物質性質的分析計算，反應過程的理解應用，注意物質反應定量過程的判斷，掌握基礎是關鍵，題目較簡單．