Question

17．一包含有NH₄NO₃和（NH₄）₂CO₃的白色固体样品．配制成1L溶液，然后先取10mL溶液，加入足量的NaOH溶液加热，可收集到0.672L气体（标准状况），再另取10mL溶液加入足量盐酸，也可收集到0.224L气体（标准状况），求：
（1）溶液中铵根离子的物质的量浓度？
（2）样品中NH₄NO₃和（NH₄）₂CO₃的质量？

Answer 1

分析 （1）氢氧化钠足量，则溶液中铵根离子完全转化成氨气，根据氨气的体积计算出10mL溶液中铵根离子物质的量，再计算出1L铵根离子的物质的量，最后根据c=$\frac{n}{V}$计算出溶液中铵根离子的浓度；
（2）盐酸质量，碳酸铵完全转化成二氧化碳，根据C原子守恒计算出碳酸铵的物质的量，再根据铵根离子的物质的量计算出硝酸铵的物质的量，最后根据m=nM计算出样品中NH₄NO₃和（NH₄）₂CO₃的质量．

解答 解：（1）NH₄NO₃和（NH₄）₂CO₃的配制的溶液中加入足量氢氧化钠溶液加热，铵根离子完全转化成氨气，根据质量守恒，氨气的物质的量与铵根离子的物质的量相等，则10mL溶液中含有铵根离子的物质的量为：$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，1L该溶液中含有铵根离子的物质的量为：0.03mol×$\frac{1000mL}{10mL}$=3mol，该溶液中铵根离子的浓度为：$\frac{3mol}{1L}$=3mol/L，
答：溶液中铵根离子的物质的量浓度为3mol/L；
（2）另取10mL溶液加入足量盐酸，也可收集到0.224L气体（标准状况），该气体为二氧化碳，其物质的量为：$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，根据C原子守恒，1L该溶液中含有碳酸根离子的物质的量为：0.01mol×$\frac{1000mL}{10mL}$=1mol，即碳酸铵的物质的量为1mol，质量为：96g/mol×1mol=96g，
1mol碳酸铵中含有2mol铵根离子，则硝酸铵的物质的量为：3mol-2mol=1mol，1mol硝酸铵的质量为：80g/mol×1mol=80g，
答：样品中NH₄NO₃和（NH₄）₂CO₃的质量分别为80g、96g．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应原理为解答关键，注意掌握质量守恒定律在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．