题目内容

2．在100mL NaOH溶液中加入NH4NO3和（NH4）2SO4固定混合物共热，若加入混合物的质量和产生气体的体积（已换算成标准装）的关系如图所示（假定生成的NH3全部逸出）．试计算：
（1）21.5克固体混合物，在标准状况下产生的气体体积；
（2）NaOH溶液的物质的量浓度；
（3）固体混合物中，NH4NO3与（NH4）2SO4的物质的量之比；
（4）当NaOH溶液的体积为140mL，固体混合物的质量为51.6g，充分反应后，生成的气体体积（标准状况）

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-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+2H2O，由图象可知，加入固体34.4g时生成氨气体积增大为11.2L，所以21.5克固体混合物时，碱过量，然后根据列出比例式求解；
（2）结合方程式计算氢氧根的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算氢氧化钠的物质的量浓度；
（3）设出硝酸铵、硫酸铵的物质的量，然后根据二者的质量、生成氨气的物质的量列式计算出硝酸铵、硫酸铵的物质的量即可；
（4）当固体混合物的质量是51.6 g时，固体混合物完全反应消耗的氢氧化钠溶液的体积为：$\frac{51.6g}{34.4g}$×100ml=150ml，而V（NaOH）=140 mL，说明固体过量，故n（NH3）=n（NaOH），据此计算解答．

解答 解：（1）加入固体34.4g时生成氨气体积增大为11.2L，所以加入21.5克固体混合物时，碱过量，设生成气体体积为：V，则 $\frac{34.4g}{21.5g}=\frac{11.2L}{V}$，解之得：V=7L，
答：21.5克固体混合物，在标准状况下产生的气体体积为7L；
（2）由图可知：100 mL NaOH溶液跟34.4 g 铵盐恰好完全反应，根据：NH4++OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+H2O，c（NaOH）=$\frac{\frac{11.2L}{22.4L/mol}}{0.1L}$=5mol/L，
答；NaOH溶液的物质的量浓度为5mol/L；
（3）设34.4g固体中NH4NO3和（NH4）2SO4的物质的量分别为xmol和ymol，则根据总质量可得：①80g/mol×x+132/mol×y=34.4 g，
再根据生成氨气的物质的量可得：②x+2y=$\frac{11.2}{22.4}$mol，
①②联立解得：x=0.1、y=0.2，所以两者的物质的量之比为：1：2，
答：固体混合物中，NH4NO3与（NH4）2SO4的物质的量之比为1：2；
（4）当固体混合物的质量是51.6 g时，固体混合物完全反应消耗的氢氧化钠溶液的体积为：$\frac{51.6g}{34.4g}$×100ml=150ml，而V（NaOH）=140 mL，说明固体过量，所以n（NH3）=n（NaOH）=5 mol/L×0.14 L=0.7mol，V（NH3）=0.7mol×22.4 L/mol=15.68 L，
答：当NaOH溶液的体积为140mL，固体混合物的质量为51.6g，充分反应后，生成的气体体积15.68．

点评 本题以图象形式，考查混合物的有关计算，注意发生反应的本质，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，难度中等．

练习册系列答案
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A．③⑤⑧⑨B．⑥⑧⑨C．③⑤⑨D．③⑤⑥⑦⑧⑨

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