Question

3．某硫酸铵[（NH₄）₂SO₄]样品，可能含有少量的氯化铵[NH₄Cl]，为了测定硫酸铵样品中硫酸铵的质量分数，取样品16.0g，加入40.0g水中完全溶解后，向溶液中加入某种质量分数的氯化钡溶液，实验中精确测得产生白色沉淀的质量与加入氯化钡溶液的质量的关系如图所示．
试计算：
（1）硫酸铵中氢和氧元素的质量比为1：8．
（2）样品中硫酸铵的质量分数是多少？
（3）当恰好反应时，所得溶液中溶质的质量分数是多少？

Answer 1

分析 （1）根据化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比，进行分析解答．
（2）由氯化钡和硫酸铵的反应，根据硫酸钡沉淀质量可求出硫酸氨的质量和生成氯化铵的质量，再求出样品中硫酸铵的质量分数．
（3）反应后所得溶液为氯化铵溶液，其溶质氯化铵由两部分组成：一部分为原混合物质中的氯化铵，另一部分则是反应生成的氯化铵；

解答 解：（1）硫酸铵中氢、氧两种元素的质量比为（1×8）：（16×4）=1：8．故填：1：8；
（2）由图可知，生成硫酸钡沉淀的质量为2.33g，
设硫酸铵的质量为x，生成氯化铵的质量为y．
BaCl₂+（NH₄）₂SO₄═BaSO₄↓+2NH₄Cl
                   132          233         107
                    x           23.3g          y
$\frac{132}{x}=\frac{233}{23.3g}=\frac{107}{y}$
   解得：x=13.2g，y=10.7g
样品中硫酸铵的质量分数是：$\frac{13.2g}{16.0g}×100%$=82.5%．
（3）当恰好反应时，所得溶液中溶质的质量分数是$\frac{10.7g+（16.0g-13.2g）}{16.0g+40.0g+92.3g-23.3g}×100%$=10.8%
答：样品中硫酸铵的质量分数是82.5%．
（3）当恰好反应时，所得溶液中溶质的质量分数是10.8%．

点评 在解此类题时，关键是分析题中图象中转折点的含义和方式反应的原理，再根据比例关系解答．