Question

18．一包質(zhì)量29.0g的粉末，它是由NaCl、FeCl₃、Na₂O₂、K₂CO₃、（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄、KNO₃中的幾種物質(zhì)組成的混合粉末．為測定其組成，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
（1）將粉末全部投入足量蒸餾水中，得到無色溶液與氣體，加熱使反應(yīng)完全，共收集到氣體6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）；
（2）將（1）所得溶液分成兩等份，一份滴入酚酞溶液呈紅色，用濃度為4mol/L的鹽酸中和，用去鹽酸25.0mL；
（3）將另一份溶液用稀硝酸酸化，無氣體產(chǎn)生，再加入過量的Ba（NO₃）₂溶液，得到白色沉淀，質(zhì)量為了11.65g，濾液中加入AgNO₃溶液，無明顯現(xiàn)象；
（4）將所得氣體通過濃硫酸，氣體體積明顯減少，再通過堿石灰，氣體體積不變．
試根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)判斷、計(jì)算、得出結(jié)論．（將結(jié)論填入下表，有幾種物質(zhì)填幾個(gè)空）

組成物質(zhì)分別是
質(zhì) 量 為（g）

Answer 1

分析 （1）將粉末全部投入足量蒸餾水中，得到無色溶液與氣體，說明一定不存在FeCl₃，加熱使反應(yīng)完全，共收集到氣體6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），說明含有Na₂O₂；
（2）將（1）所得溶液分成兩等份，一份滴入酚酞溶液呈紅色證明溶液顯堿性，用濃度為4mol/L的鹽酸中和，用去鹽酸25.0mL，可以計(jì)算過氧化鈉生成的氫氧化鈉物質(zhì)的量；
（3）將另一份溶液用稀硝酸酸化，無氣體產(chǎn)生，說明不含K₂CO₃，再加入過量的Ba（NO₃）₂溶液，得到白色沉淀，質(zhì)量為了11.65g，為硫酸鋇物質(zhì)的量=$\frac{11.65g}{233g/mol}$=0.05mol，濾液中加入AgNO₃溶液，無明顯現(xiàn)象證明無氯離子，說明一定不含NaCl；
（4）將所得氣體通過濃硫酸，氣體體積明顯減少，再通過堿石灰，氣體體積不變，說明氣體為氨氣和氧氣的混合氣體，證明含（NH₄）₂SO₄．

解答 解：（1）將粉末全部投入足量蒸餾水中，得到無色溶液與氣體，說明一定不存在FeCl₃，加熱使反應(yīng)完全，共收集到氣體6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）物質(zhì)的量=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，說明含有Na₂O₂；
（2）將（1）所得溶液分成兩等份，一份滴入酚酞溶液呈紅色證明溶液顯堿性，用濃度為4mol/L的鹽酸中和，用去鹽酸25.0mL，可以計(jì)算過氧化鈉生成的氫氧化鈉剩余物質(zhì)的量=4mol/L×0.02500L=0.1mol，原混合物溶于水反應(yīng)后的剩余氫氧化鈉為0.2mol，
（3）將另一份溶液用稀硝酸酸化，無氣體產(chǎn)生，說明不含K₂CO₃，再加入過量的Ba（NO₃）₂溶液，得到白色沉淀，質(zhì)量為了11.65g，為硫酸鋇物質(zhì)的量=$\frac{11.65g}{233g/mol}$=0.05mol，原溶液中含硫酸根離子物質(zhì)的量=0.05mol×2=0.1mol，濾液中加入AgNO₃溶液，無明顯現(xiàn)象證明無氯離子，說明一定不含NaCl；
（4）將所得氣體通過濃硫酸，氣體體積明顯減少，再通過堿石灰，氣體體積不變，說明氣體為氨氣和氧氣的混合氣體，證明含（NH₄）₂SO₄；
上述分析可知一定含有Na₂O₂、（NH₄）₂SO₄，一定不含NaCl、FeCl₃、K₂CO₃，結(jié)合電荷守恒計(jì)算判斷Na₂SO₄、KNO₃是否存在，剩余氫氧化鈉說明銨根離子全部反應(yīng)，設(shè)過氧化鈉物質(zhì)的量為x，硫酸銨物質(zhì)的量為y，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，OH^-+NH₄⁺=NH₃↑+H₂O，
氣體物質(zhì)的量：0.5x+2y=0.3mol
剩余氫氧化鈉物質(zhì)的量：2x-2y=0.2mol
計(jì)算得到x=0.2mol，
y=0.1mol，
過氧化鈉質(zhì)量=0.2mol×78g/mol=15.6g，
硫酸銨質(zhì)量=0.1mol×132g/mol=13.2g，
硫酸銨含硫酸根離子0.1mol，和硝酸鋇恰好完全反應(yīng)生成硫酸鋇，判斷無硫酸鈉，
質(zhì)量29.0g的粉末中含過氧化鈉15.6g，含硫酸銨13.2g，則剩余0.2g應(yīng)為KNO₃，
故答案為：

組成物質(zhì)分別是	Na2O2	（NH4）2SO4	KNO3
質(zhì) 量 為（g）	15.6g	13.2g	0.2g

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點(diǎn)評 本題考查了混合物組成的實(shí)驗(yàn)判斷，離子性質(zhì)和離子物質(zhì)的量的計(jì)算應(yīng)用，注意反應(yīng)過程中氫氧化鈉的作用是和銨根離子反應(yīng)生成氨氣、剩余的氫氧化鈉溶液被鹽酸中和，所得氣體為氨氣和氧氣混合氣體，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．