Question

某結晶水合物含有兩種陽離子和一種陰離子．稱取兩份質量均為45.3 g的該結晶水合物，分別制成溶液．向其中一份逐滴加入NaOH溶液，開始發現溶液中出現白色沉淀并逐漸增多；一段時間后有氣體逸出，該氣體有刺激性氣味，能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，加熱后共計可收集到2.24 L該氣體(標準狀況)；最后白色沉淀逐漸減少并最終消失．另一份逐滴加入Ba(OH)₂溶液，開始現象類似，但最終仍有白色沉淀；過濾，用稀硝酸處理沉淀物，經洗滌和干燥，得到白色固體46.6 g.
請回答以下問題：
(1)該結晶水合物中含有的兩種陽離子是________和________，陰離子是________．
(2)該結晶水合物的化__________________________________________________．
(3)假設過程中向該溶液中加入的NaOH溶液的物質的量濃度為5 mol·L^－1，請在下圖中畫出生成沉淀的物質的量與加入NaOH溶液體積的關系示意圖．

Answer 1

】(1) NH₄^＋　、Al^3＋　、SO₄^2－
(2)NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O[或(NH₄)₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·24H₂O]
(3)

(1)能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體是NH₃，則水合物中有NH₄^＋。加入NaOH溶液，先出現沉淀，后沉淀消失，則水合物中有Al^3＋.加入Ba(OH)₂先出現沉淀，后沉淀溶解，溶解不完．沒有溶解的沉淀不溶于HNO₃說明含SO₄^2－。
(2)n(SO₄^2－)＝＝0.2 mol
n(NH₄^＋)＝＝0.1 mol
根據離子化合物中陰、陽離子電荷平衡的原理：n(NH₄^＋)＋3n(Al^3＋)＝2n(SO₄^2－)可得：
n(Al^3＋)＝ (2×0.2 mol－0.1 mol)＝0.1 mol
n(H₂O)＝＝1.2 mol
該結晶水合物的化學式為NH₄ Al(SO₄)₂·12H₂O[或(NH₄)₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·24H₂O]
(3)Al^3＋完全沉淀消耗V(NaOH)＝＝0.060 L＝60 mL
NH₄^＋轉化為NH₃·H₂O消耗V(NaOH)＝＝0.020 L＝20 mL
Al(OH)₃完全溶解消耗V(NaOH)＝20 moL。