Question

硫酸铝铵[Al_a(NH₄)_b(SO₄)_c.xH₂O]又叫做明矾、宝石明矾，其相对分子质量为906，常用作净水剂和制造人工刚玉(γ－Al₂O₃)

(1)[Al_a(NH₄)_b(SO₄)_c.xH₂O]中a、b、c的代数关系式是_________。

(2)硫酸铝铵受热最终分解为Al₂O₃、H₂O、NH₃和另外一种气体的分子式是_______。

(3)为确定硫酸铝铵的组成，进行如下实验：

①明确称取4.530g样品与足量氯化钡溶液充分反应，生成白色沉淀4.660g

②另取4.530g样品在空气中加热，样品的固体残留率(×100%)随温度的变化如图所示：

根据以上实验数据计算硫酸铝铵的分子式_____。

Answer

3a+b=2c SO3 Al2(NH4)2(SO4)4·24H2O

【解析】

(1)依据元素化合价代数和计算分析a、b、c的代数关系式；

(2)硫酸铝铵受热最终分解为Al2O3、H2O、NH3和另外一种气体，根据反应前后元素化合价不变，可知硫酸盐分解生成金属氧化物和三氧化硫；

(3)先计算硫酸铝铵晶体物质的量，反应后的沉淀为硫酸钡，计算物质的量得到硫酸根离子物质的量，依据图象分析计算氧化铝物质的量，结合化合价代数和为0计算得到b，依据相对分子质量计算x，据此确定化学式。

(1)[Ala(NH4)b(SO4)c.xH2O]中的Ala(NH4)b(SO4)c元素化合价代数和为0得到： 3a+b+(-2c)=0，a、b、c的代数关系式为：3a+b=2c；

(2)硫酸铝铵受热最终分解为Al2O3、H2O、NH3和另外一种气体，根据反应前后元素化合价不变，可知硫酸盐分解生成金属氧化物和三氧化硫，所以另一种气体是硫元素化合价为+6价的SO3；

(3)4.53g硫酸铝铵晶体的物质的量n[Ala(NH4)b(SO4)c.xH2O]==0.005mol，n(SO42-)==0.02mol，c==4，加热到最后得到固体为Al2O3，氧化铝的含量为：×100%=11.26%，n(Al2O3)==0.005 mol，a==2，根据电荷守恒3a+b=2c，b=2×4-3×2=2，根据物质相对分子质量为906可知x==24，故硫酸铝铵的分子式：Al2(NH4)2(SO4)4·24H2O。