Question

WO₃可用于制備電阻元件、電子射線屏等。其工業生產流程如下：

（1）操作X的目的是為了獲得純凈的仲鎢酸銨晶體，該操作包括：將用鹽酸中和后的溶液     、冷卻結晶、     、低溫烘干。
（2）實際工業生產中，粗仲鎢酸銨晶體（含少量NH₄Cl晶體）可不經提純就直接灼燒，其原因是     。
（3）已知：仲鎢酸銨晶體[x(NH₄)₂O·yWO₃·zH₂O]受熱分解的化學方程式如下：
x(NH₄)₂O·yWO₃·zH₂O→WO₃ +NH₃↑+H₂O↑(未配平)。
某同學為測定仲鎢酸銨晶體的組成，進行如下實驗：
①準確稱取16.21g樣品，研細灼燒；
②將產生的氣體通入裝有堿石灰干燥管，充分吸收稱得干燥管增重1.44g；
③稱量冷卻后的固體質量為13.92g。
通過計算確定此仲鎢酸銨晶體的化學式（寫出計算過程）。

Answer 1

（1）加熱濃縮 過濾、洗滌
（2）雜質NH₄Cl被灼燒分解后全部轉化為氣體
（3）m(NH₃)=16.21g-13.92g-1.44g=0.85g
n(NH₄⁺)=n(NH₃)=" 0.85g" ÷17g·mol^—1=0.05mol 
樣品中結晶水：n(H₂O)="1.44" g ÷18 g·mol^—1-0.05mol÷2="0.055" mol
n(WO₃)=13.92g÷232 g·mol^—1=0.06mol
x：y：z="0.025" mol：0.06mol：0.055 mol=5：12：11
故仲鎢酸銨晶體的化學式為5(NH₄)₂O·12WO₃·11H₂O。

解析試題分析：（1）將溶液蒸發濃縮后才能冷卻結晶，晶體與溶液分開采用過濾的方法，并要洗滌除去晶體表面雜質；（2）NH₄Cl受熱分解為HCl和NH₃，從固體中分離；
（3）物質組成的計算
根據②步干燥管增重為水的量
樣品中結晶水：n(H₂O)="1.44" g ÷18 g·mol^—1-0.05mol÷2="0.055" mol
根據質量守恒計算產生氨氣的量，計算NH₄⁺的量
m(NH₃)=16.21g-13.92g-1.44g=0.85g
n(NH₄⁺)=n(NH₃)=" 0.85g" ÷17g·mol^—1="0.05mol"
根據③步得到固體為WO₃，n(WO₃)=13.92g÷232 g·mol^—1=0.06mol
所以有x：y：z="0.025" mol：0.06mol：0.055 mol=5：12：11
故仲鎢酸銨晶體的化學式為5(NH₄)₂O·12WO₃·11H₂O。
考點：考查工業流程原理及物質組成計算有關問題。