Question

在硝酸銨和硫酸銨的固體混合物中加入50mL NaOH溶液，充分加熱反應，混合的質量與產生的氣體的體積如圖所示．
（1）求該NaOH溶液的pH值
（2）固體混合物中硝酸銨和硫酸銨的物質的量之比
（3）該固體混合物中氮元素的質量分數(shù)．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：（1）氫氧化鈉與NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄的混合物生成氨氣，發(fā)生反應NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+2H₂O，由圖象可知，加入固體3.44g時生成氨氣體積增大為1.12L，根據(jù)n=

V

Vm

氨氣的物質的量，結合方程式計算氫氧根的物質的量，再根據(jù)c=

n

V

計算氫氧化鈉的物質的量濃度及溶液的pH；
（2）根據(jù)圖象可知，3.44g硝酸銨和硫酸銨的固體混合物分別與氫氧化鈉溶液反應生成標況下1.12L氨氣，設出混合物中硝酸銨、硫酸銨的物質的量，然后列式計算出二者物質的量及物質的量之比；
（3）結構（2）計算結果計算出3.44g氮原子的物質的量、質量，再計算出混合物中含有氮元素的質量分數(shù)．

解答： 解：（1）根據(jù)反應NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+2H₂O可知，n（NaOH）=n（NH₃）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，則50mL該氫氧化鈉溶液中含有氫氧化鈉的物質的量為：n（NaOH）=n（NH₃）=0.05mol，則氫氧化鈉溶液的濃度為：c（NaOH）=

0.05mol

0.05L

=1mol/L，1mol/L的氫氧化鈉溶液中，氫離子濃度為：

1×10-14

1

mol/L=1×10^-14mol/L，則該氫氧化鈉溶液的pH=14，
答：該氫氧化鈉溶液的pH為14；
（2）根據(jù)圖象可知，3.44g硝酸銨和硫酸銨的固體混合物分別與氫氧化鈉溶液反應生成標況下1.12L氨氣，
設3.44g混合物中含有xmol硝酸銨、ymol硫酸銨，
則：①80x+132y=3.44g，②x+2y=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，
根據(jù)①②聯(lián)立解得：y=0.02、x=0.01，
則固體混合物中硝酸銨和硫酸銨的物質的量之比為：0.01mol：0.02mol=1：2，
答：固體混合物中硝酸銨和硫酸銨的物質的量之比為1：2；
（3）根據(jù)（2）可知，3.44g混合物中含有0.01molNH₄NO₃、0.02mol（NH₄）₂SO₄，
則3.44g混合物中含有N原子的物質的量為：0.01mol×（1+1）+0.02mol×2=0.06mol，
則混合物中氮元素的質量分數(shù)為：

14g/mol×0.06mol

3.44g

≈0.244，
答：該固體混合物中氮元素的質量分數(shù)為0.244．

點評：本題以圖象形式考查了混合物的有關計算，題目難度中等，注意明確發(fā)生反應的本質，利用離子方程式進行解答，綜合考查學生分析解決問題的能力．