Question

8．氨和銨鹽既是實(shí)驗(yàn)室常用試劑又是重要化工原料．
（1）氨水的電離方程式為NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-．硫酸銨在水溶液中水解的離子方程式為NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺．
（2）常溫下，用0.1000mol•L^-1鹽酸滴定0.1000mol•L^-1氨水，其滴定曲線如圖所示．
①該滴定適宜的指示劑為甲基橙（選填：“甲基橙”、“酚酞”、“石蕊”）．
②圖中“a”點(diǎn)處溶液中四種離子濃度從大到小的順序?yàn)閏（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
③已知圖中“b”點(diǎn)處，溶液中滿足4c（NH₄⁺）=7c（NH₃•H₂O），則常溫時(shí)K_b（NH₃•H₂O）=1.75×10^-5（填數(shù)值）．
（3）實(shí)驗(yàn)室常利用甲醛法測定硫酸銨樣品中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，反應(yīng)原理為：
4NH₄⁺+6HCHO═4H⁺+（CH₂）₆N₄+6H₂O； H⁺+OH^-═H₂O

滴定結(jié)果如表所示：

滴定次數(shù)	待測溶液的 體積/mL	標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/mL
		滴定前刻度	滴定后刻度
1	25.00	0.00	20.01
2	25.00	2.00	21.99
3	25.00	0.30	20.30

試計(jì)算該樣品中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程）計(jì)算平均消耗溶液體積V=$\frac{20.01ml+19.99ml+20.00ml}{3}$=20.00ml，
結(jié)合元素守恒，n（N）=n（NH₄⁺）=n（NaOH）=0.1000mol•L^-1×20.00mL×10^-3L•mL^-1=2.000×10^-3mol，w（N）=$\frac{14g/mol×2.000×1{0}^{-3}mol}{1.500g×\frac{25.00mL}{250.0mL}}$≈18.67%，．

Answer 1

分析 （1）氨水溶液中一水合氨為弱電解質(zhì)存在電離平衡，硫酸銨水溶液中銨根離子水解促進(jìn)水電離平衡正向進(jìn)行溶液顯酸性；
（2）①用0.1000mol•L^-1鹽酸滴定0.1000mol•L^-1氨水恰好反應(yīng)生成氯化銨，溶液顯酸性，選擇指示劑應(yīng)是變色范圍在酸性條件；
②a點(diǎn)為反應(yīng)終點(diǎn)，生成的是氯化銨溶液，銨根離子水解溶液顯酸性；
③b點(diǎn)溶液PH=9，結(jié)合平衡常數(shù) 計(jì)算式和溶液中滿足4c（NH₄⁺）=7c（NH₃•H₂O），計(jì)算得到定量平衡常數(shù)；
（3）稱取硫酸銨樣品1.500g，配制250.00ml，移取25.00ml溶液于錐形瓶中，加入足量甲醛溶液，加入指示劑酚酞試液，用0.1000mol/L氫氧化鈉溶液滴定到變紅色達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗體積和濃度計(jì)算物質(zhì)的量，利用化學(xué)方程式定量關(guān)系4NH₄⁺+6HCHO═4H⁺+（CH₂）₆N₄+6H₂O； H⁺+OH^-═H₂O，計(jì)算得到銨根離子物質(zhì)的量，氮元素守恒計(jì)算含氮量．

解答 解：（1）氨水溶液中一水合氨為弱電解質(zhì)存在電離平衡，電離方程式為：NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-，硫酸銨水溶液中銨根離子水解促進(jìn)水電離平衡正向進(jìn)行溶液顯酸性水解離子方程式為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，
故答案為：NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-；NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
（2）①甲基橙變色范圍為3.1-4.4，酚酞變色范圍為8-10，石蕊變色范圍大一般不做滴定指示劑，用0.1000mol•L^-1鹽酸滴定0.1000mol•L^-1氨水恰好反應(yīng)生成氯化銨，溶液顯酸性，所以選擇甲基橙做指示劑，
故答案為：甲基橙；
②a點(diǎn)為反應(yīng)終點(diǎn)，生成的是氯化銨溶液，銨根離子水解溶液顯酸性，離子濃度大小為：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
③b點(diǎn)溶液PH=9，結(jié)合平衡常數(shù) 計(jì)算式和溶液中滿足4c（NH₄⁺）=7c（NH₃•H₂O），一水合氨電離平衡常數(shù)K=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{7×1{0}^{-9}}{4}$=1.75×10^-5，
故答案為：1.75×10^-5；
（3）稱取硫酸銨樣品1.500g，配制250.00ml，移取25.00ml溶液于錐形瓶中，加入足量甲醛溶液，加入指示劑酚酞試液，用0.1000mol/L氫氧化鈉溶液滴定到變紅色達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗體積和濃度計(jì)算物質(zhì)的量，利用化學(xué)方程式定量關(guān)系4NH₄⁺+6HCHO═4H⁺+（CH₂）₆N₄+6H₂O； H⁺+OH^-═H₂O，
依據(jù)圖表數(shù)據(jù)計(jì)算平均消耗溶液體積V=$\frac{20.01ml+19.99ml+20.00ml}{3}$=20.00ml，結(jié)合元素守恒，
n（N）=n（NH₄⁺）=n（NaOH）=0.1000mol•L^-1×20.00mL×10^-3L•mL^-1=2.000×10^-3mol，
w（N）=$\frac{14g/mol×2.000×1{0}^{-3}mol}{1.500g×\frac{25.00mL}{250.0mL}}$≈18.67%，
故答案為：計(jì)算平均消耗溶液體積V=$\frac{20.01ml+19.99ml+20.00ml}{3}$=20.00ml，
結(jié)合元素守恒，n（N）=n（NH₄⁺）=n（NaOH）=0.1000mol•L^-1×20.00mL×10^-3L•mL^-1=2.000×10^-3mol，w（N）=$\frac{14g/mol×2.000×1{0}^{-3}mol}{1.500g×\frac{25.00mL}{250.0mL}}$≈18.67%；

點(diǎn)評 本題考查了弱電解質(zhì)定量平衡、鹽類水解、滴定實(shí)驗(yàn)的過程分析和計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．