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

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是______和______,阴离子是______.(2)试通过计算确定该结晶水合物的化学式.(3)假设过程中向该溶液中加入的NaOH溶液的物质的量浓度为5mol?L-1,请在下图中画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系示意图.
2026年09月23日 20:38
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(1)一份加入足量Ba(OH)2溶液,生成白色沉淀,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,说明含有硫酸根离子;加入NaOH溶液,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,该气体是氨气,证明一定含有铵根离子;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,最后白色沉淀逐渐减少并最终消失,证明一定含有铝离子,故答案为:NH4+;Al3+;SO42-
(2)由题中信息可知45.3g的该结晶水合物中:n(SO42-)=

46.6g
233g/mol
=0.2mol,n(NH4+)=
2.24L
22.4L/mol
=0.1 mol,根据离子化合物中阴、阳离子电荷平衡的原理:n(NH4+)+3n(Al3+)=2n(SO42-)可得:n(Al3+)=
1
3
(2×0.2mol-0.1 mol)=0.1 mol,n(H2O)=
45.3g?0.1mol×27g/mol?0.1mol×18g/mol?0.2mol×96g/mol
18g/mol
=1.2mol,所以,1.96g的该结晶水合物中:m(NH4+):n(Al3+):n(SO42-):n(H2O)=0.1mol:0.1mol:0.2mol:1.2mol=1:1:2:12,
该结晶水合物的化学式为NH4Al(SO42?12H2O[或(NH42SO4?Al2(SO43?24H2O],
答:结晶水合物的化学式为NH4Al(SO42?12H2O[或(NH42SO4?Al2(SO43?24H2O];
(3)根据反应的先后顺序,开始阶段是氢氧化钠和铝离子反应生成氢氧化铝沉淀阶段,然后是铵根离子和氢氧根离子反应生成氨气和水的阶段,最后是氢氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠的阶段,结合Al3+~3OH-~Al(OH)3↓,NH4+~OH-,Al(OH)3↓~OH-~[Al(OH)4]-,所以三个阶段分别消耗的氢氧化钠的物质的量之比为:3:1:1,
,故答案为: