Question

【題目】氨氣和氯氣是重要的工業原料，某興趣小組設計了相關實驗探究它們的某些性質。

實驗一：認識噴泉實驗的原理，并測定電離平衡常數K(NH3·H2O)。

(1)使圖中裝置Ⅱ產生噴泉的實驗操作是_____________________________________。

(2)噴泉實驗結束后，發現三頸燒瓶中未充滿水(假如裝置的氣密性良好)，原因是______。用___________(填儀器名稱)量取25.00 mL噴泉實驗后的氨水至錐形瓶中，用0.0500 mol·L－1的鹽酸測定氨水的濃度，滴定曲線如圖所示。下列關于該滴定實驗的說法中正確的是__________(填字母)。

A．應選擇甲基橙作為指示劑

B．當pH＝7.0時，氨水與鹽酸恰好中和

C．酸式滴定管未用鹽酸潤洗會導致測定結果偏低

D．當pH＝11.0時，K(NH3·H2O)約為2.2×10－5

實驗二：擬用如下裝置設計實驗來探究純凈、干燥的氯氣與氨氣的反應。

(3)A中所發生反應的化學方程式為__________________________________。

(4)上圖中的裝置連接順序為①_________②_________③_________(用大寫字母表示)。若按照正確順序連接實驗裝置后，則整套實驗裝置存在的主要缺點是________。

(5)寫出F裝置中的反應的一種工業用途：___________________________________。

(6)反應完成后，F裝置中底部有固體物質生成。請利用該固體物質設計一個實驗方案證明NH3·H2O為弱堿(其余實驗用品自選)：___________________________________。

Answer 1

【答案】在三頸燒瓶中收集滿氨氣，關閉止水夾a，打開止水夾b，用熱毛巾敷在三頸燒瓶底部 氨氣中混有空氣（或其他合理答案） 堿式滴定管 AD 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+H2O D E C 無尾氣處理裝置 用氨氣檢驗氯氣管道是否漏氣 取F裝置中的固體物質溶于水配成溶液，測定溶液的pH，若pH<7，可證明NH3·H2O為弱堿（或其他合理答案）

【解析】

（1）使裝置I中產生的氨氣溶于水，三頸燒瓶內形成氣壓差；

（2）集氣時有空氣混入，空氣中氧氣、氮氣不溶于水，則三頸燒瓶未充滿水；氨水溶液呈堿性；依據酸堿中和滴定原理及弱電解質電離平衡常數K(NH3H2O)=；

（3）可用氯化氨與熟石灰制取氨氣；

（4）裝置A制取氨氣，可用氯化氨與熟石灰，D裝置中盛放的堿石灰，用來干燥氨氣；E裝置中盛放的飽和食鹽水，用來除去氯氣中混有的氯化氫氣體；根據氣體的制備、除雜、混合反應及尾氣吸收的順序安裝反應裝置；

（5）根據氯氣與氨氣反應生成氯化銨和氮氣的現象可知F裝置中的反應的一種工業用途；

（6）根據氯化銨溶液呈酸性可證明NH3H2O為弱堿。

（1）在三頸燒瓶中收集滿氨氣，關閉止水夾a，打開止水夾b，用熱毛巾敷在三頸燒瓶底部，進而使裝置II中三頸燒瓶內形成噴泉；

（2）氨氣極易溶于水，全為氨氣可充滿燒瓶，若混有空氣，則水不能充滿；用堿式滴定管量取氨水至錐形瓶中；

A. 酸滴定堿，生成氯化銨溶液顯酸性，則可用甲基橙做指示劑，A項正確；

B. NH3H2O為弱堿，若氨水與鹽酸恰好中和，則溶液生成的氯化銨鹽溶液顯酸性，pH<7，則當pH=7.0時，氨水過量，B項錯誤；

C. 酸式滴定管未用鹽酸潤洗，由c（NH3H2O）=分析可知，V(HCl)大，則測定結果偏高，C項錯誤；

D.設氨水的物質的量濃度為c，則：c×20 mL=0.05000 mol/L×22.40 mL，解得c(NH3H2O)=0.045 mol/L，弱電解質電離平衡常數K(NH3H2O)= ，pH=11的氨水中c(OH)=0.001mol/L，c(OH)≈c(NH4+)=0.001 mol/L，則：K(NH3H2O)= ==2.2×105，D項正確；

故答案為：氨氣中混有空氣（或其他合理答案）；堿式滴定管；AD；

（3）可用裝置A制取氨氣，發生反應的化學方程式為：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+H2O；

（4）裝置A制取氨氣，可用氯化氨與熟石灰，D裝置中盛放的堿石灰，用來干燥氨氣；E裝置中盛放的飽和食鹽水，用來除去氯氣中混有的氯化氫氣體；C裝置用來干燥氯氣，然后在F中混合反應，則連接順序為A→D→F、C←E←B，整套實驗裝置存在的主要缺點是無尾氣處理裝置；

（5）根據氯氣與氨氣反應8NH3+3Cl2＝6NH4Cl+N2的現象可知F裝置中的反應的一種工業用途是用氨氣檢驗氯氣管道是否漏氣；

（6）根據氯化銨溶液呈酸性，設計證明NH3H2O為弱堿實驗方案為：取F裝置中的固體物質溶于水配成溶液，測定溶液的pH，若pH＜7，可證明NH3·H2O為弱堿（或其他合理答案）。