
为了计算硫酸铵的纯度以及样品中氮元素的含量,我们需要先确定反应过程中硫酸和氨的消耗量。根据给定的化学反应方程式,我们可以根据已知的反应物摩尔数计算出其他反应物的摩尔数。
首先,我们根据反应 H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O,利用已知的氢氧化钠的摩尔数(0.04mol 2.5)反推出硫酸的摩尔数。计算得出,硫酸的摩尔数为0.05mol。
接下来,我们利用剩余的硫酸摩尔数(0.05mol 2.5 - 0.05mol)和反应 H2SO4 + 2NH3 = (NH4)2SO4,计算出氨的消耗量。由此得出,氨的摩尔数为0.15mol。
有了氨的摩尔数,我们就可以进一步计算出样品中氮元素的重量和硫酸铵的重量。氮元素的重量为0.15mol 14g/mol = 2.1g,硫酸铵的重量为(0.15mol / 2) 132g/mol = 9.9g。
最后,我们可以根据计算出的硫酸铵的实际重量和理论重量(假设样品全部为硫酸铵时的重量)来计算硫酸铵的纯度。由于实际重量与理论重量的比值为99%,因此硫酸铵的纯度为99%。同样地,样品中氮元素的含量也可以计算得出,为21%。