题目内容
某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为45.3 g的该结晶水合物，分别制成溶液。向其中一份逐滴加入NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有气体逸出，该气体有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，加热后共计可收集到2.24 L（标准状况）该气体；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。另一份逐滴加入Ba(OH)2溶液，开始现象类似，但最终仍有白色沉淀；过滤，用稀硝酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体46.6 g。请回答以下问题：
(1)该结晶水合物中含有的两种阳离子是___________和___________，阴离子是___________。
(2)试通过计算确定该结晶水合物的化学式。
(3)假设该过程中向该溶液中加入的NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol·L-1，请在下图中画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系示意图。
(1) 
Al3+ 
(2)n(
)=
＝0.2mol
n(
)＝
＝0.1 mol
根据离子化合物中阴、阳离子电荷平衡的原理：n(
)+3n(Al3+)＝2n(
)可得：
n(Al3+)＝
(2×0.2 mol-0.1 mol)＝0.1 mol?
n(H2O)＝
＝1.2 mol
该结晶水合物的化学式为NH4 Al (SO4)2·12H2O 〔或(NH4)2SO4·Al2(SO4)3·24H2O〕
(3)?
解析：根据与NaOH、Ba(OH)2反应的现象，可推知该结晶水合物含
、Al3+、
。
据46.6 g BaSO4可计算：n(
)=
=0.2 mol，
据2.24 L NH3可知n(
)=0.1 mol,
则：n(Al3+)=
(2×0.2 mol-0.1 mol)=0.1 mol,
n(H2O)=1.2 mol
n(
)∶n(Al3+)∶n(
)∶n(H2O)=1∶1∶2∶12
故该结晶水合物化学式为NH4Al(SO4)2·12H2O或(NH4)2SO4·Al2(SO4)3·24H2O。
由于加入NaOH时，Al3+先生成沉淀，需n(OH-)=0.3 mol,V(NaOH)=60 mL，
然后
与OH-反应，需n(OH-)=0.1 mol,V(NaOH)=20 mL,
最后Al(OH)3溶解，需n(OH-)=0.1 mol,V(NaOH)=20 mL，
据此可作出图象。
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