Question

20．取某白色固体，分成等质量的两份，一份固体与过量的氢氧化钠溶液加热反应，放出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，这些气体恰好能与30mL 0.1mol/L H₂SO₄ 完全反应；另一份固体与足量的盐酸反应，放出无色无臭的气体，这些气体通入过量的澄清石灰水产生0.4克沉淀． 这种白色固体中所含阴、阳离子的物质的量之比2：3．推断该白色固体是等物质的量混合的（NH₄）₂CO₃和NH₄HCO₃．

Answer 1

分析 固体与碱液共热时放出能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，证明有NH₄⁺存在，这些气体恰好能和30mL0.1mol/L的硫酸溶液完全反应，则n（NH₄⁺）=2×n（H₂SO₄）=2×0.1mol/L×0.03L=0.006mol；固体与酸反应所生成的无色无臭气体能与石灰水作用产生白色沉淀，证实固体中有CO₃^2-或HCO₃^-，n（CO₃^2-或HCO₃^-）=n（CaCO₃）=$\frac{0.4g}{100g/mol}$=0.004mol，以此来解答．

解答 解：固体与碱液共热时放出能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，证明有NH₄⁺存在，这些气体恰好能和30mL0.1mol/L的硫酸溶液完全反应，则n（NH₄⁺）=2×n（H₂SO₄）=2×0.1mol/L×0.03L=0.006mol；固体与酸反应所生成的无色无臭气体能与石灰水作用产生白色沉淀，证实固体中有CO₃^2-或HCO₃^-，n（CO₃^2-或HCO₃^-）=n（CaCO₃）=$\frac{0.4g}{100g/mol}$=0.004mol，则该固体中阴阳离子物质的量之比为0.004mol：0.006mol=2：3，
由阴阳离子物质的量之比可知，该固体为（NH₄）₂CO₃和NH₄HCO₃的混合物，
设（NH₄）₂CO₃的物质的量为x，NH₄HCO₃的物质的量为y，根据铵根离子和C原子守恒得，
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.004}\\{2x+y=0.006}\end{array}\right.$，解得x=0.002mol、y=0.002mol，
白色固体为等物质的量混合的（NH₄）₂CO₃和NH₄HCO₃，
故答案为：2：3；等物质的量混合的（NH₄）₂CO₃和NH₄HCO₃．

点评 本题考查无机物的推断，为高频考点，把握离子的检验、固体组成的计算等为解答的关键，侧重分析与推断能力的考查，注意结合原子守恒判断混合物的组成，题目难度不大．