Question

有一瓶白色固體，取少量置于試管中加熱，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這種固體跟過量的堿液反應，生成一種能使濕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；另取0.350g該固體跟足量的鹽酸反應，放出一種無色、無溴的氣體，將這些氣體通入過量的澄清石灰水中，得到0.400g白色沉淀。
小題1:計算0.350g固體中含有的陰離子和陽離子的物質的量。
小題2:根據實驗及計算結果確定白色固體是什么？寫出判斷依據。

Answer 1

小題1:n(CO₃^2－或HCO₃^－)= 0.004mol，n(NH₄⁺)=0.006mol
小題2:白色固體是(NH₄)₂CO₃和NH₄HCO₃的混和物。判斷依據見解析

小題1:固體與堿液共熱時放出能使濕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氣體能與石灰水作用產生白色沉淀，證實固體中有CO₃^2-或HCO₃^-，n(CO₃^2－或HCO₃^－)=n(CaCO₃)==0.004mol，n(NH₄⁺)=2×0.003=0.006mol
小題2:從固體加熱分解后，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。所以該固體可能是(NH₄)₂CO₃和NH₄HCO₃。在(NH₄)₂CO₃中，NH₄⁺和CO₃^2－的物質的量之比為2∶1；在NH₄HCO₃中，NH₄⁺和HCO₃^－的物質的量之比為1∶1；該固體中，NH₄⁺和CO₃^2－（或HCO₃^－）的物質的量之比為0.006∶0.004=1.5∶1，所以該白色固體是(NH₄)₂CO₃和NH₄HCO₃的混和物。