Question

在硝酸铵和硫酸铵的固体混合物中加入50mL NaOH溶液，充分加热反应，混合的质量与产生的气体的体积如图所示．
（1）求该NaOH溶液的pH值
（2）固体混合物中硝酸铵和硫酸铵的物质的量之比
（3）该固体混合物中氮元素的质量分数．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：（1）氢氧化钠与NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄的混合物生成氨气，发生反应NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+2H₂O，由图象可知，加入固体3.44g时生成氨气体积增大为1.12L，根据n=

V

Vm

氨气的物质的量，结合方程式计算氢氧根的物质的量，再根据c=

n

V

计算氢氧化钠的物质的量浓度及溶液的pH；
（2）根据图象可知，3.44g硝酸铵和硫酸铵的固体混合物分别与氢氧化钠溶液反应生成标况下1.12L氨气，设出混合物中硝酸铵、硫酸铵的物质的量，然后列式计算出二者物质的量及物质的量之比；
（3）结构（2）计算结果计算出3.44g氮原子的物质的量、质量，再计算出混合物中含有氮元素的质量分数．

解答： 解：（1）根据反应NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+2H₂O可知，n（NaOH）=n（NH₃）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，则50mL该氢氧化钠溶液中含有氢氧化钠的物质的量为：n（NaOH）=n（NH₃）=0.05mol，则氢氧化钠溶液的浓度为：c（NaOH）=

0.05mol

0.05L

=1mol/L，1mol/L的氢氧化钠溶液中，氢离子浓度为：

1×10-14

1

mol/L=1×10^-14mol/L，则该氢氧化钠溶液的pH=14，
答：该氢氧化钠溶液的pH为14；
（2）根据图象可知，3.44g硝酸铵和硫酸铵的固体混合物分别与氢氧化钠溶液反应生成标况下1.12L氨气，
设3.44g混合物中含有xmol硝酸铵、ymol硫酸铵，
则：①80x+132y=3.44g，②x+2y=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，
根据①②联立解得：y=0.02、x=0.01，
则固体混合物中硝酸铵和硫酸铵的物质的量之比为：0.01mol：0.02mol=1：2，
答：固体混合物中硝酸铵和硫酸铵的物质的量之比为1：2；
（3）根据（2）可知，3.44g混合物中含有0.01molNH₄NO₃、0.02mol（NH₄）₂SO₄，
则3.44g混合物中含有N原子的物质的量为：0.01mol×（1+1）+0.02mol×2=0.06mol，
则混合物中氮元素的质量分数为：

14g/mol×0.06mol

3.44g

≈0.244，
答：该固体混合物中氮元素的质量分数为0.244．

点评：本题以图象形式考查了混合物的有关计算，题目难度中等，注意明确发生反应的本质，利用离子方程式进行解答，综合考查学生分析解决问题的能力．