Question

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45.3 g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2.24 L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46.6 g.

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)该结晶水合物的化__________________________________________________．

(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5 mol·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．

Answer

】(1) NH4＋ 、Al3＋ 、SO42－

(2)NH4Al(SO4)2·12H2O[或(NH4)2SO4·Al2(SO4)3·24H2O]

(3)

【解析】(1)能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3，则水合物中有NH4＋。加入NaOH溶液，先出现沉淀，后沉淀消失，则水合物中有Al3＋.加入Ba(OH)2先出现沉淀，后沉淀溶解，溶解不完．没有溶解的沉淀不溶于HNO3说明含SO42－。

(2)n(SO42－)＝＝0.2 mol

n(NH4＋)＝＝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＋)＝ (2×0.2 mol－0.1 mol)＝0.1 mol

n(H2O)＝＝1.2 mol

该结晶水合物的化学式为NH4 Al(SO4)2·12H2O[或(NH4)2SO4·Al2(SO4)3·24H2O]

(3)Al3＋完全沉淀消耗V(NaOH)＝＝0.060 L＝60 mL

NH4＋转化为NH3·H2O消耗V(NaOH)＝＝0.020 L＝20 mL

Al(OH)3完全溶解消耗V(NaOH)＝20 moL。