Question

某氮肥NH₄HCO₃中混有少量（NH₄）₂CO₃，現(xiàn)采用下列方案測定該氮肥中（NH₄）₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：稱取5.7g上述樣品與2.0mol?L^-1的NaOH溶液混合，完全溶解后，低溫加熱使其充分反應(yīng)（該溫度下銨鹽不分解），并使生成的氨氣全部被硫酸吸收，測得氨氣的質(zhì)量與所用NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示．
請回答下列問題：
（1）A點(diǎn)前樣品與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）樣品中（NH₄）₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

（保留一位小數(shù)）．
（3）當(dāng)V[NaOH（aq）]=50mL時，生成NH₃的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計算

專題：計算題

分析：（1）溶液中碳酸氫根先與氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根與水，然后銨根離子再與氫氧根離子在加熱條件下反應(yīng)生成氨氣與水；
（2）加入70mL NaOH溶液時，溶液中溶質(zhì)為Na₂CO₃，根據(jù)鈉離子守恒計算n（Na₂CO₃），設(shè)NH₄HCO₃、（NH₄）₂CO₃的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量之和與碳元素守恒列方程計算，進(jìn)而計算樣品中（NH₄）₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）當(dāng)V[NaOH（aq）]=50mL時，依據(jù)化學(xué)方程式（NH₄）₂CO₃+2NaOH=Na₂CO₃+2NH₃↑+2H₂O，NH₄HCO₃+2NaOH=Na₂CO₃+NH₃↑+2H₂O，反應(yīng)的順序是先和碳酸氫根離子反應(yīng)后再和銨根離子反應(yīng)，結(jié)合（2）中的計算得到碳酸氫銨的物質(zhì)的量，依據(jù)氫氧根離子反應(yīng)定量關(guān)系計算生成NH₃的體積．

解答： 解：（1）溶液中碳酸氫根先與氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根與水，然后銨根離子再與氫氧根離子在加熱條件下反應(yīng)生成氨氣與水，故A點(diǎn)前樣品與NaOH反應(yīng)的離子方程式為HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O，
故答案為：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（2）加入70mL NaOH溶液時，溶液中溶質(zhì)為Na₂CO₃，根據(jù)鈉離子守恒n（Na₂CO₃）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×0.07L×2mol/L=0.07mol，
設(shè)NH₄HCO₃、（NH₄）₂CO₃的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量之和與碳元素守恒，則：

79x+96y=5.7 x+y=0.07

解得x=0.06  y=0.01，
樣品中（NH₄）₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

0.01mol×96g/mol

5.7g

=16.8%，
故答案為：16.8%；
（3）當(dāng)V[NaOH（aq）]=50mL時，消耗的氫氧化鈉物質(zhì)的量=0.05L×2mol/L=0.1mol，反應(yīng)過程為：NH₄HCO₃+2NaOH=Na₂CO₃+NH₃↑+2H₂O、（NH₄）₂CO₃+2NaOH=Na₂CO₃+2NH₃↑+2H₂O，由（2）知碳酸氫銨物質(zhì)的量n（NH₄HCO₃）=

5.7g×(1-16.9%)

79g/mol

=0.06 mol，則HCO₃^-消耗OH^- 0.06 mol，當(dāng)V[NaOH（aq）]=50 mL時，與NH₄⁺反應(yīng)的OH^-為2.0 mol/L×0.050 L-0.06 mol=0.04 mol，則生成n（NH₃）=0.04 mol，v=nVm=0.04mol×22.4L/mol=0.896L，
故答案為：0.896L．

點(diǎn)評：本題考查了混合物組成的計算應(yīng)用，圖象理解和數(shù)據(jù)的利用，氫氧化鈉反應(yīng)過程是先中和后與銨根離子反應(yīng)的順序的量計算判斷，題目難度中等．