Question

【题目】氨气和氯气是重要的工业原料，某兴趣小组设计了相关实验探究它们的某些性质。

实验一：认识喷泉实验的原理，并测定电离平衡常数K(NH3·H2O)。

(1)使图中装置Ⅱ产生喷泉的实验操作是_____________________________________。

(2)喷泉实验结束后，发现三颈烧瓶中未充满水(假如装置的气密性良好)，原因是______。用___________(填仪器名称)量取25.00 mL喷泉实验后的氨水至锥形瓶中，用0.0500 mol·L－1的盐酸测定氨水的浓度，滴定曲线如图所示。下列关于该滴定实验的说法中正确的是__________(填字母)。

A．应选择甲基橙作为指示剂

B．当pH＝7.0时，氨水与盐酸恰好中和

C．酸式滴定管未用盐酸润洗会导致测定结果偏低

D．当pH＝11.0时，K(NH3·H2O)约为2.2×10－5

实验二：拟用如下装置设计实验来探究纯净、干燥的氯气与氨气的反应。

(3)A中所发生反应的化学方程式为__________________________________。

(4)上图中的装置连接顺序为①_________②_________③_________(用大写字母表示)。若按照正确顺序连接实验装置后，则整套实验装置存在的主要缺点是________。

(5)写出F装置中的反应的一种工业用途：___________________________________。

(6)反应完成后，F装置中底部有固体物质生成。请利用该固体物质设计一个实验方案证明NH3·H2O为弱碱(其余实验用品自选)：___________________________________。

Answer 1

【答案】在三颈烧瓶中收集满氨气，关闭止水夹a，打开止水夹b，用热毛巾敷在三颈烧瓶底部 氨气中混有空气（或其他合理答案） 碱式滴定管 AD 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+H2O D E C 无尾气处理装置 用氨气检验氯气管道是否漏气 取F装置中的固体物质溶于水配成溶液，测定溶液的pH，若pH<7，可证明NH3·H2O为弱碱（或其他合理答案）

【解析】

（1）使装置I中产生的氨气溶于水，三颈烧瓶内形成气压差；

（2）集气时有空气混入，空气中氧气、氮气不溶于水，则三颈烧瓶未充满水；氨水溶液呈碱性；依据酸碱中和滴定原理及弱电解质电离平衡常数K(NH3H2O)=；

（3）可用氯化氨与熟石灰制取氨气；

（4）装置A制取氨气，可用氯化氨与熟石灰，D装置中盛放的碱石灰，用来干燥氨气；E装置中盛放的饱和食盐水，用来除去氯气中混有的氯化氢气体；根据气体的制备、除杂、混合反应及尾气吸收的顺序安装反应装置；

（5）根据氯气与氨气反应生成氯化铵和氮气的现象可知F装置中的反应的一种工业用途；

（6）根据氯化铵溶液呈酸性可证明NH3H2O为弱碱。

（1）在三颈烧瓶中收集满氨气，关闭止水夹a，打开止水夹b，用热毛巾敷在三颈烧瓶底部，进而使装置II中三颈烧瓶内形成喷泉；

（2）氨气极易溶于水，全为氨气可充满烧瓶，若混有空气，则水不能充满；用碱式滴定管量取氨水至锥形瓶中；

A. 酸滴定碱，生成氯化铵溶液显酸性，则可用甲基橙做指示剂，A项正确；

B. NH3H2O为弱碱，若氨水与盐酸恰好中和，则溶液生成的氯化铵盐溶液显酸性，pH<7，则当pH=7.0时，氨水过量，B项错误；

C. 酸式滴定管未用盐酸润洗，由c（NH3H2O）=分析可知，V(HCl)大，则测定结果偏高，C项错误；

D.设氨水的物质的量浓度为c，则：c×20 mL=0.05000 mol/L×22.40 mL，解得c(NH3H2O)=0.045 mol/L，弱电解质电离平衡常数K(NH3H2O)= ，pH=11的氨水中c(OH)=0.001mol/L，c(OH)≈c(NH4+)=0.001 mol/L，则：K(NH3H2O)= ==2.2×105，D项正确；

故答案为：氨气中混有空气（或其他合理答案）；碱式滴定管；AD；

（3）可用装置A制取氨气，发生反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+H2O；

（4）装置A制取氨气，可用氯化氨与熟石灰，D装置中盛放的碱石灰，用来干燥氨气；E装置中盛放的饱和食盐水，用来除去氯气中混有的氯化氢气体；C装置用来干燥氯气，然后在F中混合反应，则连接顺序为A→D→F、C←E←B，整套实验装置存在的主要缺点是无尾气处理装置；

（5）根据氯气与氨气反应8NH3+3Cl2＝6NH4Cl+N2的现象可知F装置中的反应的一种工业用途是用氨气检验氯气管道是否漏气；

（6）根据氯化铵溶液呈酸性，设计证明NH3H2O为弱碱实验方案为：取F装置中的固体物质溶于水配成溶液，测定溶液的pH，若pH＜7，可证明NH3·H2O为弱碱（或其他合理答案）。