Question

17．（NH₄）₂SO₄是常見的化肥和化工原料，受熱易分解．某興趣小組擬探究（NH₄）₂SO₄受熱分解產(chǎn)物．
[查閱資料]（NH₄）₂SO₄在260℃和400℃時分解產(chǎn)物不同．
[實驗探究]該小組擬選用圖1所示裝置進(jìn)行實驗（夾持和加熱裝置略）

實驗1：連接裝置A-B-C-D，檢査氣密性，A中加入0.03mol （NH₄）₂SO₄，裝置B盛0.5000mol/L鹽酸70.00mL．先通入N₂排盡空氣后，關(guān)閉活塞K，于260℃加熱裝置A 一段時間，停止加熱，冷卻，打開活塞K繼續(xù)通N₂一段時間，品紅溶液不褪色，取下裝置B，加入指示劑，用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余鹽酸，終點時消耗NaOH溶液25.00Ml．經(jīng)檢驗滴定后的溶液中無SO₄^2-，裝置A中（NH₄）₂SO₄完全分解后有固體剩余．
（1）裝置B的作用是吸收NH₃（填化學(xué)式）；已知260℃（NH₄）₂SO₄加熱完全分解的產(chǎn)物只有兩種，結(jié)合題中數(shù)據(jù)，寫出該溫度下（NH₄）₂SO₄ 分解的化學(xué)方程式（NH₄）₂SO₄ $\frac{\underline{\;260°C\;}}{\;}$NH₄HSO₄+NH₃↑．
（2）滴定前，下列關(guān)于堿式滴定管的操作的正確順序是dbaec（填字母編號）．
a．盛裝0.2000mol/LNaOH溶液   b．用0.2000mol/LNaOH溶液潤洗
c．讀數(shù)、記錄   d．查漏、清洗   e．排盡滴定管尖嘴的氣泡并調(diào)整液面
（3）加熱后繼續(xù)通入N₂的目的是使分解產(chǎn)生的氣體全部逸出被充分吸收．
實驗2：連接裝置A-D-B，檢查氣密性，按圖示重新加入試劑．通入N₂排盡空氣后，與400℃加熱裝置A至（NH₄）₂SO₄完全分解無殘留物，停止加熱，冷卻，停止通入N₂．觀察到裝置A、D之間的導(dǎo)氣管內(nèi)有少量白色固體．經(jīng)檢驗，該白色固體和裝置D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，無SO₄^2-．進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物．
（4）由題述信息判斷400℃時（NH₄）₂SO₄加熱分解的產(chǎn)物中一定沒有氧氣的理由是裝置D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，無SO₄^2-．
（5）400℃時（NH₄）₂SO₄完全分解后無固體殘留，且氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物各只有一種，則氧化產(chǎn)物是N₂，還原產(chǎn)物是SO₂．
（6）用下列裝置測定一種分解產(chǎn)物的量．

量氣裝置中收集到的氣體是N₂，收集完氣體并恢復(fù)至室溫，讀數(shù)前應(yīng)進(jìn)行的操作是將量氣管兩邊的液面調(diào)平．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)消耗氫氧化鈉計算B裝置中剩余的HCl，參加反應(yīng)的HCl吸收分解生成的NH₃，發(fā)生反應(yīng)：NH₃+HCl=NH₄Cl，進(jìn)而計算吸收NH₃的物質(zhì)的量，
（2）滴定前，先檢查滴定管是否漏水，再進(jìn)行清洗，然后用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，再注入標(biāo)準(zhǔn)液，排盡滴定尖嘴的氣泡并調(diào)整液面，讀數(shù)、記錄，滴定前準(zhǔn)備完成；
（3）加熱后繼續(xù)通入N₂的主要作用是趕凈裝置內(nèi)生成的氣體全部吸收；
（4）SO₃^2-易被氧氣氧化生成硫酸根離子分析；
（5）裝置D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，說明分解生成SO₂，裝置A、D之間的導(dǎo)氣管內(nèi)有少量白色固體，白色固體應(yīng)是二氧化硫、氨氣與水形成的鹽，裝置B內(nèi)溶液吸收的氣體是氨氣，分析可知，（NH₄）₂SO₄在400℃分解時，有NH₃、SO₂、H₂O生成，S元素化合價降低，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，只能為N元素化合價升高，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物，說明生成N₂，配平書寫方程式得到氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物；
（6）加熱分解產(chǎn)物通過濃硫酸吸收氨氣、水，過堿石灰吸收生成的二氧化硫，最后收集氣體為氮氣，讀數(shù)時，應(yīng)使左右壓強(qiáng)相等．

解答 解：（1）滴定剩余鹽酸，終點時消耗NaOH為0.025L×0.2mol/L=0.005mol，故剩余HCl為0.005mol，則參加反應(yīng)的HCl為0.07L×0.5mol/L-0.005mol=0.03mol，參加反應(yīng)的HCl吸收分解生成的NH₃，發(fā)生反應(yīng)：NH₃+HCl=NH₄Cl，故吸收NH₃的物質(zhì)的量為0.03mol，已知260℃（NH₄）₂SO₄加熱完全分解的產(chǎn)物只有兩種計算可知還有市場的氨氣，
故答案為：NH₃； （NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;260°C\;}}{\;}$NH₄HSO₄+NH₃↑；
（2）滴定前，先檢查滴定管是否漏水，再進(jìn)行清洗，然后用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，再注入標(biāo)準(zhǔn)液，排盡滴定尖嘴的氣泡并調(diào)整液面，讀數(shù)、記錄，滴定前準(zhǔn)備完成，故正確的順序為：dbaec，
故答案為：dbaec；
（3）加熱后繼續(xù)通入N₂的目的是使分解產(chǎn)生的氣體全部逸出被充分吸收，
故答案為：使分解產(chǎn)生的氣體全部逸出被充分吸收；
（4）檢查氣密性，按圖示重新加入試劑．通入N₂排盡空氣后，與400℃加熱裝置A至（NH₄）₂SO₄完全分解無殘留物，停止加熱，冷卻，停止通入N₂．觀察到裝置A、D之間的導(dǎo)氣管內(nèi)有少量白色固體．經(jīng)檢驗，該白色固體和裝置D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，無SO₄^2-．說明一定無氧氣生成，
故答案為：裝置D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，無SO₄^2-；
（5）裝置D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，說明分解生成SO₂，裝置A、D之間的導(dǎo)氣管內(nèi)有少量白色固體，白色固體應(yīng)是二氧化硫、氨氣與水形成的鹽，裝置B內(nèi)溶液吸收的氣體是氨氣，分析可知，（NH₄）₂SO₄在400℃分解時，有NH₃、SO₂、H₂O生成，S元素化合價降低，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，只能為N元素化合價升高，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物，說明生成N₂，分解反應(yīng)方程式為：3（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;400°C\;}}{\;}$4NH₃↑+3SO₂↑+6H₂O↑+N₂↑，氧化產(chǎn)物是N₂，還原產(chǎn)物是SO₂，
故答案為：N₂； SO₂；
（6）加熱分解產(chǎn)物通過濃硫酸吸收氨氣、水，過堿石灰吸收生成的二氧化硫，最后收集氣體為氮氣，讀數(shù)時，應(yīng)使左右壓強(qiáng)相等保證讀數(shù)準(zhǔn)確，可上下移動滴定管，使左右兩邊液面相平，
故答案為：故答案為：N₂； 將量氣管兩邊的液面調(diào)平．

點評 本題考查化學(xué)實驗，涉及化學(xué)儀器、滴定操作、實驗方案設(shè)計、化學(xué)計算、物質(zhì)推斷、化學(xué)方程式書寫等，是對學(xué)生綜合能力的考查，較好的考查學(xué)生分析推理能力、知識遷移運用能力難度中等．