Question

7．NH₃及其鹽都是重要的化工原料．
（1）用NH₄Cl和Ca（OH）₂制備NH₃，反應發(fā)生、氣體收集和尾氣處理裝置依次為ACG．

（2）按圖裝置進行NH₃性質(zhì)實驗．

  ①先打開旋塞1，B瓶中的現(xiàn)象是出現(xiàn)白煙，原因是A瓶壓強比B瓶大，氯化氫進入B瓶與氨氣反應生成氯化銨固體小顆粒形成白煙，穩(wěn)定后，關(guān)閉旋塞1．
  ②再打開旋塞2，B瓶中的現(xiàn)象是燒瓶中的液體倒吸入B瓶，且紫色石蕊試液變紅．
（3）設(shè)計實驗，探究某一種因素對溶液中NH₄Cl水解程度的影響．
限選試劑與儀器：固體NH₄Cl、蒸餾水、100mL容量瓶、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、藥匙、天平、pH計、溫度計、恒溫水浴槽（可調(diào)控溫度）
  ①實驗目的：探究溫度對溶液中NH₄Cl水解程度的影響．
  ②設(shè)計實驗方案，擬定實驗表格，完整體現(xiàn)實驗方案（列出能直接讀取數(shù)據(jù)的相關(guān)物理量及需擬定的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)用字母表示；表中“V（溶液）”表示所配制溶液的體積）．

物理量 實驗序號	V（溶液）/ml				…
1	100				…
2	100				…

③按實驗序號1所擬數(shù)據(jù)進行實驗，若讀取的待測物理量的數(shù)值為Y，則NH₄Cl水解反應的平衡轉(zhuǎn)化率為$\frac{1{0}^{-Y}×0.1×53.5}{m}×100%$（只列出算式，忽略水自身電離的影響）．

Answer 1

分析 （1）實驗室用加熱固體氯化銨和熟石灰制取氨氣（2NH₄Cl+Ca（OH）₂?CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O），反應發(fā)生為固體與固體加熱制取氣體的裝置，根據(jù)氨氣為易溶于水密度比空氣小的氣體性質(zhì)選擇收集裝置，氨氣極易溶于水，尾氣處理需考慮倒吸，據(jù)此分析解答；
（2）①根據(jù)A、B容器壓強以及A、B混合后壓強相等以及氨氣和氯化氫反應生成氯化銨分析；②氨氣、氯化氫為氣體反應生成的氯化銨為固體，壓強減小，氯化銨為強酸弱堿鹽，溶液呈酸性，據(jù)此分析；
（3）①根據(jù)影響NH₄Cl水解的因素以及題干提供的限選試劑與儀器分析；
②氯化銨為強酸弱堿鹽，水解溶液呈酸性，所配制溶液的體積，根據(jù)溫度不同，鹽類水解后PH不同，進行設(shè)計表格數(shù)據(jù)；
③讀取的待測物理量的數(shù)值為Y，Y為PH值，PH=-lgc（H⁺）可求算出氫離子濃度，根據(jù)NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，求解NH₄Cl水解反應的平衡轉(zhuǎn)化率．

解答 解：（1）實驗室用加熱固體氯化銨和熟石灰制取氨氣（2NH₄Cl+Ca（OH）₂?CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O），反應發(fā)生為固體與固體加熱制取氣體的裝置，因防止藥品中的濕存水以及反應產(chǎn)生的水使反應試管受熱不均勻，所以選擇試管口向下的A裝置制備氨氣，氨氣為易溶于水，不能用排水法收集，密度比空氣小，需用向下排空氣法收集，所以選擇C裝置，氨氣極易溶于水，尾氣處理需考慮倒吸，倒扣的漏斗空間大，水柱不易極速上升，能防止倒吸，故選G裝置，
故答案為：ACG；
（2）①A容器壓強為150KPa，B容器壓強100KPa，A容器壓強大于B容器，先打開旋塞1，A容器中的氯化氫進入B容器，氨氣和氯化氫反應，NH₃+HCl=NH₄Cl，生成氯化銨固體小顆粒，所以B瓶中的現(xiàn)象是出現(xiàn)白煙，
故答案為：出現(xiàn)白煙；A瓶壓強比B瓶大，氯化氫進入B瓶與氨氣反應生成氯化銨固體小顆粒形成白煙；
②氨氣、氯化氫為氣體反應生成的氯化銨為固體，壓強減小，再打開旋塞2，紫色的石蕊試液倒吸入B瓶中，氯化銨為強酸弱堿鹽，溶液中銨根離子水解生成一水合氨和氫離子，水解方程式為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，溶液呈酸性，所以紫色石蕊試液變紅，
故答案為：燒瓶中的液體倒吸入B瓶，且紫色石蕊試液變紅；
（3）①鹽類水解，水解離子濃度越大，水解程度越小，鹽類水解為吸熱反應，溫度越高，水解程度越大，根據(jù)題干提供的限選試劑與儀器中的溫度計、恒溫水浴槽（可調(diào)控溫度），可選擇溫度不同對鹽類水解的影響，
故答案為：溫度；
②根據(jù)①可知，該實驗為探究溫度對氯化銨水解的影響，氯化銨為強酸弱堿鹽，水解溶液呈酸性，所以可根據(jù)不同溫度下，水解的溶液的pH進行判斷，所配制溶液的體積都為100mL，m（NH₄Cl）相同都為m g，溫度不同，分別為T₁℃、T₂℃，分別測水解后pH，
故答案為：

物理量 實驗序號	V（溶液）/mL	NH4Cl質(zhì)量（g）	溫度（℃）	pH
1	100	m	T1	Y
2	100	m	T2	Z

③讀取的待測物理量的數(shù)值為Y，Y為pH值，pH=-lgc（H⁺），c（H⁺）=10^-Ymol/L，NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，水解的氯化銨的物質(zhì)的量為n（NH₄Cl）=c（H⁺）×V=10^-Y×0.1mol，則NH₄Cl水解反應的平衡轉(zhuǎn)化率為$\frac{1{0}^{-Y}×0.1mol}{\frac{mg}{53.5g/mol}}$×100%=$\frac{1{0}^{-Y}×0.1×53.5}{m}×100%$，
故答案為：$\frac{1{0}^{-Y}×0.1×53.5}{m}×100%$．

點評 本題主要考查了氨的制備以及銨鹽的性質(zhì)，掌握實驗室制取氨氣的原理以及銨鹽的水解規(guī)律是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．