题目内容

11．甲是一种可用于净水和膨化食品的盐，由A、B、C、D、E五种短周期元素组成．甲溶于水后可电离出三种离子，其中一种是由A、B形成的10电子阳离子．A元素原子核内质子数比E的少l，D、E同主族．某同学为探究甲的组成而进行如下实验：
①取mg甲的晶体溶于蒸馏水，配成500mL溶液；
②取少量甲溶液于试管中，逐滴滴入Ba（OH）2溶液，生成沉淀的物质的量与滴入Ba（OH）2溶液体积的关系如图所示；
③取20mL甲溶液于试管中，加入过量NaOH溶液后加热并收集产生的气体，然后折算成标准状况下的体积为224mL．
回答下列问题：
（1）D在元素周期表中的位置为第三周期VIA族．
（2）经测定晶体甲的摩尔质量为453g．mol-1，其中阳离子和阴离子物质的量之比为1：1，且1mol甲晶体中含有12mol结晶水．则晶体甲的化学式为NH4Al（SO4）2•12H2O．
（3）图象中V（Oa）：V（ab）：V（bc）=3：1：1
（4）写出ab段发生反应的离子方程式：2NH4++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2NH3．H2O．
（5）配成的甲溶液物质的量浓度是0.5mol/L．

分析 甲由A、B、C、D、E五种短周期元素组成的一种盐，②取少量甲溶液于试管中，逐滴滴入Ba（OH）2溶液，生成沉淀开始增大，后沉淀减小，但沉淀最终不完全消失，则甲溶液肯定含有SO42-、Al3+，③取20mL甲溶液于试管中，加入过量NaOH溶液后加热并收集产生的气体，则甲溶液中含有NH4+，甲溶于电离处于三种离子，A、B形成的10电子阳离子为NH4+，D、E同主族，二者应形成SO42-，且A元素原子核内质子数比E的少l，则A为N元素、E为O元素、D为S元素、B为H元素、C为Al．（2）中经测定晶体甲的摩尔质量为453g．mol-1，且1mol甲晶体中含有12mol结晶水，所以阳离子和阴离子的分子量为：453-216=237，阳离子和阴离子物质的量之比1：1，根据电中性原理，其化学式为：NH4Al（SO4）2•12H2O，oa段发生反应：2NH4Al（SO4）2+3Ba（OH）2=3BaSO4↓+2Al（OH）3↓+（NH4）2SO4，ab段发生反应：（NH4）2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2NH3．H2O，bc段发生反应：OH-+Al（OH）3=AlO2-+2H2O，据此解答．

解答 解：甲由A、B、C、D、E五种短周期元素组成的一种盐，②取少量甲溶液于试管中，逐滴滴入Ba（OH）2溶液，生成沉淀开始增大，后沉淀减小，但沉淀最终不完全消失，则甲溶液肯定含有SO42-、Al3+，③取20mL甲溶液于试管中，加入过量NaOH溶液后加热并收集产生的气体，则甲溶液中含有NH4+，甲溶于电离处于三种离子，A、B形成的10电子阳离子为NH4+，D、E同主族，二者应形成SO42-，且A元素原子核内质子数比E的少l，则A为N元素、E为O元素、D为S元素、B为H元素、C为Al．（2）中经测定晶体甲的摩尔质量为453g．mol-1，且1mol甲晶体中含有12mol结晶水，所以阳离子和阴离子的分子量为：453-216=237，阳离子和阴离子物质的量之比1：1，根据电中性原理，其化学式为：NH4Al（SO4）2•12H2O．oa段发生反应：2NH4Al（SO4）2+3Ba（OH）2=3BaSO4↓+2Al（OH）3↓+（NH4）2SO4，ab段发生反应：（NH4）2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2NH3．H2O，bc段发生反应：OH-+Al（OH）3=AlO2-+2H2O．
（1）D为S元素，处于周期表中第三周期VIA族，故答案为：第三周期VIA族；
（2）由上述分析可知，甲的化学式为：NH4Al（SO4）2•12H2O，故答案为：NH4Al（SO4）2•12H2O；
（3）假设NH4Al（SO4）2•12H2O为2mol，oa段发生反应：2NH4Al（SO4）2+3Ba（OH）2=3BaSO4↓+2Al（OH）3↓+（NH4）2SO4，消耗3molBa（OH）2，生成1mol（NH4）2SO4，生成2molAl（OH）3，ab段发生反应：（NH4）2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2NH3．H2O，1mol（NH4）2SO4消耗1molBa（OH）2，bc段发生反应：OH-+Al（OH）3=AlO2-+2H2O，2molAl（OH）3消耗1molBa（OH）2，故图象中V（Oa）：V（ab）：V（bc）=3mol：1mol：1mol=3：1：1，
故答案为：3：1：1；
（4）ab段发生反应：（NH4）2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2NH3．H2O，离子方程式为：2NH4++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2NH3．H2O，
故答案为：2NH4++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2NH3．H2O；
（5）实验③中取20mL甲溶液于试管中，加入过量NaOH溶液后加热并收集产生的氨气为$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，则NH4Al（SO4）2为0.01mol，故溶液浓度为$\frac{0.01mol}{0.02L}$=0.5mol/L，
故答案为：0.5mol/L．

点评 本题考查无机物的推断，关键是根据实验现象推断含有的微粒，明确各阶段发生的反应，是对学生综合能力的考查，难度较大．

练习册系列答案
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