Question

已知X是地壳中含量较多的一种金属元素，在含有X元素的化合物（NH₄）_aX_b（SO₄）_c•nH₂O中NH₄⁺和SO₄^2-的质量比为3：16，X的质量分数为14.3%；a、b、c均为正整数，且a、b、c之和为5；该化合物7.84克与足量的熟石灰共热，充分反应后，生成的氨气恰好被含1.96克H₂SO₄的溶液全部吸收并生成正盐．
（1）推断a、b、c之值分别为a=______，b=______，c=______．
（2）推断X为何种元素，并确定该化合物的化学式（要求写出推算过程）．

Answer

（1）根据NH4+和SO42-的质量比为3：16，得关系式，根据a、b、c之和为5，得a+b+c=5，根据化合物中元素化合价的代数和为0，得（+1）×a+X的化合价×b+（-2）×c=0，再结合a、b、c均为正整数，X的化合价也为整数，得出a、b、c之值．
（2）根据化合物7.84克与足量的熟石灰共热，充分反应后，生成的氨气恰好被含1.96克H2SO4的溶液全部吸收并生成正盐，可得关系式：（NH4）2X（SO4）2•nH2O～2NH3～H2SO4，再根据关系式中化合物与硫酸的质量比得出关系式，结合X的质量分数得出的关系式计算X的相对原子质量，判断X的元素种类，同时求出n值，得出化学式．
【解析】
（1）因化合物（NH4）aXb（SO4）c•nH2O中NH4+和SO42-的质量比为3：16，则有，即a=c；由于a、b、c之和为5，则a+b+c=5，又因化合物中元素化合价的代数和为0，
故（+1）×a+X的化合价×b+（-2）×c=0，即a+X的化合价×b-2c=0；又因a、b、c均为正整数，X的化合价也为整数；可得a=2，b=1，c=2．
（2）a=2，b=1，c=2，化合物的化学式为（NH4）2X（SO4）2•nH2O，该化合物7.84克与足量的熟石灰共热，充分反应后，生成的氨气恰好被含1.96克H2SO4的溶液全部吸收并生成正盐，可得关系式：（NH4）2X（SO4）2•nH2O～2NH3～H2SO4，含1.96克H2SO4的溶液吸收的氨气应来自7.84克（NH4）2X（SO4）2•nH2O，设X的相对原子质量为Ar则有，即328=2Ar+36n，又由于X的质量分数为14.3%，则有；
解两个方程组成的方程组得Ar=56，n=6，
X是地壳中含量较多的一种金属元素，应是铝或铁，所以X是铁．
所以化学式为：（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O．
故答案为：（1）a=2；b=1；c=2；
（2）（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O．