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45.3g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2.24L该气体(标准状况);最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。另一份逐滴加入2.0 mol·L-1 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46.6g。
请回答以下问题:
(1)该结晶水合物中含有的两种阳离子
(2)试通过计算确定该结晶水合物的化学式
(3)试通过计算确定若只加入75mL的Ba(OH)2溶液,得到的沉淀质量。
(1)气体有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明含有NH4+,体积是2.24L,物质的量是0.1mol。最后白色沉淀逐渐减少并最终消失,所以是氢氧化铝沉淀,因此溶液中含有Al3+。
(2)最终的沉淀也是硫酸钡沉淀,物质的量是46.6g÷233g/mol=0.2mol,化学式为NH4Al(SO4)2 ·xH2O。所以根据质量守恒可知含有的水的质量是45.3g-0.1mol×237g/moll=21.6g,物质的量是1.2mol,所以化学式为NH4Al(SO4)2 ·12H2O或 (NH4)2SO4 ·Al2(SO4)3 ·24H2O
(3)75mL的Ba(OH)2的物质的量是0.075L×2.0mol/L=0.15mol,其中OH-的物质的量是0.3mol。复盐的物质的量是0.1mol,所以生成的沉淀是0.1mol的氢氧化铝和0.15mol的硫酸钡,质量是0.1mol×78g/mol+0.15mol×233g/mol)=42.75g
解析