有一瓶白色固體,取少量置於試管中加熱,固體逐漸消失,放出水蒸氣和其他兩種氣體,試管內除管口有少量水珠外,沒有任何殘留物.

題目:

有一瓶白色固體,取少量置於試管中加熱,固體逐漸消失,放出水蒸氣和其他兩種氣體,試管內除管口有少量水珠外,沒有任何殘留物.
取0.350g這種固體跟過量的鹼液反應,生成一種能使溼潤紅色石蕊試紙變藍的氣體,這些氣體正好能和30.0mL 0.100mol/L H2SO4完全反應;
令以0.350g該固體跟足量鹽酸反應,放出一種無色、無臭的氣體,將這些氣體通入過量的澄清石灰水中,得到0.400g白色沉澱.
(1)計算0.350g固體中含有的陰離子和陽離子的物質的量.
(2)根據實驗及計算結果確定白色固體是什麼?寫出判斷的依據.

解答:

固體與鹼液共熱時放出能使溼潤紅色石蕊試紙變藍的氣體,證明有NH4+存在;
固體與酸反應所生成的無色無臭氣體能與石灰水作用產生白色沉澱,證實固體中有CO32-或HCO3-
n(CO32-或HCO3-)=n(CaCO3)=
0.400g
100g/mol=0.004mol,n(NH4+)=2×n(H2SO4)=2×0.100mol/L×0.03L=0.006mol,
該固體中陰陽離子物質的量之比爲:0.004mol:0.006mol=2:3,
該固體加熱分解後,試管內沒有任何殘留物,以及生成除水蒸氣之外只有兩種氣體,說明該固體中不含任何金屬離子和其他酸根離子,
所以該固體爲(NH42CO3和NH4HCO3的混合物,
設(NH42CO3的物質的量爲x,NH4HCO3的物質的量爲y,根據銨根離子和C原子守恆得:

x+y=0.004mol
2x+y=0.006mol,解得:

x=0.002mol
y=0.002mol,
(1)根據以上分析可知,0.350g固體中含有的陰離子和陽離子的物質的量分別爲:n(CO32-)=0.002mol,n(HCO3-)=0.002mol,n(NH4+)=0.006mol,
答:0.350g固體中含有的陰離子和陽離子的物質的量爲:n(CO32-)=0.002mol,n(HCO3-)=0.002mol,n(NH4+)=0.006mol;
(2)根據以上計算可知,該固體爲(NH42CO3和NH4HCO3的混合物,
故答案爲:該固體爲(NH42CO3和NH4HCO3的混合物;該固體加熱分解後,試管內沒有任何殘留物,以及生成除水蒸氣之外只有兩種氣體,說明該固體中不含任何金屬離子和其他酸根離子,所以該固體爲(NH42CO3和NH4HCO3的混合物.

試題解析:

能使溼潤紅色石蕊試紙變藍的氣體爲氨氣,根據硫酸的物質的量計算出0.350g該固體中含有銨根離子的物質的量;與鹽酸反應生成的無色、無味且能夠使澄清石灰水變渾濁的氣體爲二氧化碳,生成的白色沉澱爲碳酸鈣,根據碳酸鈣的物質的量可以計算出白色固體中含有碳酸根或者碳酸氫根離子的物質的量,根據加熱固體後完全分解且沒有殘留物及陰陽離子的物質的量之比可以確定該白色固體爲碳酸氫銨和碳酸銨混合物,銨根離子、碳酸根和碳酸氫根離子的物質的量列式計算出白色固體的組成.

名師點評:

本題考點: 幾組未知物的檢驗.
考點點評: 本題考查了未知物檢驗,判斷與計算相結合,對學生的綜合能力要求更高,要注意對基礎知識的整合,同時又要善於將題分解成若干個小題,各個擊破,然後再綜合考慮.

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