Question

17．（NH₄）₂SO₄是常见的化肥和化工原料，受热易分解．某兴趣小组拟探究（NH₄）₂SO₄受热分解产物．
[查阅资料]（NH₄）₂SO₄在260℃和400℃时分解产物不同．
[实验探究]该小组拟选用图1所示装置进行实验（夹持和加热装置略）

实验1：连接装置A-B-C-D，检査气密性，A中加入0.03mol （NH₄）₂SO₄，装置B盛0.5000mol/L盐酸70.00mL．先通入N₂排尽空气后，关闭活塞K，于260℃加热装置A 一段时间，停止加热，冷却，打开活塞K继续通N₂一段时间，品红溶液不褪色，取下装置B，加入指示剂，用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH溶液25.00Ml．经检验滴定后的溶液中无SO₄^2-，装置A中（NH₄）₂SO₄完全分解后有固体剩余．
（1）装置B的作用是吸收NH₃（填化学式）；已知260℃（NH₄）₂SO₄加热完全分解的产物只有两种，结合题中数据，写出该温度下（NH₄）₂SO₄ 分解的化学方程式（NH₄）₂SO₄ $\frac{\underline{\;260°C\;}}{\;}$NH₄HSO₄+NH₃↑．
（2）滴定前，下列关于碱式滴定管的操作的正确顺序是dbaec（填字母编号）．
a．盛装0.2000mol/LNaOH溶液   b．用0.2000mol/LNaOH溶液润洗
c．读数、记录   d．查漏、清洗   e．排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面
（3）加热后继续通入N₂的目的是使分解产生的气体全部逸出被充分吸收．
实验2：连接装置A-D-B，检查气密性，按图示重新加入试剂．通入N₂排尽空气后，与400℃加热装置A至（NH₄）₂SO₄完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N₂．观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体．经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO₃^2-，无SO₄^2-．进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物．
（4）由题述信息判断400℃时（NH₄）₂SO₄加热分解的产物中一定没有氧气的理由是装置D内溶液中有SO₃^2-，无SO₄^2-．
（5）400℃时（NH₄）₂SO₄完全分解后无固体残留，且氧化产物和还原产物各只有一种，则氧化产物是N₂，还原产物是SO₂．
（6）用下列装置测定一种分解产物的量．

量气装置中收集到的气体是N₂，收集完气体并恢复至室温，读数前应进行的操作是将量气管两边的液面调平．

Answer 1

分析 （1）根据消耗氢氧化钠计算B装置中剩余的HCl，参加反应的HCl吸收分解生成的NH₃，发生反应：NH₃+HCl=NH₄Cl，进而计算吸收NH₃的物质的量，
（2）滴定前，先检查滴定管是否漏水，再进行清洗，然后用标准液润洗，再注入标准液，排尽滴定尖嘴的气泡并调整液面，读数、记录，滴定前准备完成；
（3）加热后继续通入N₂的主要作用是赶净装置内生成的气体全部吸收；
（4）SO₃^2-易被氧气氧化生成硫酸根离子分析；
（5）装置D内溶液中有SO₃^2-，说明分解生成SO₂，装置A、D之间的导气管内有少量白色固体，白色固体应是二氧化硫、氨气与水形成的盐，装置B内溶液吸收的气体是氨气，分析可知，（NH₄）₂SO₄在400℃分解时，有NH₃、SO₂、H₂O生成，S元素化合价降低，根据电子转移守恒，只能为N元素化合价升高，气体产物中无氮氧化物，说明生成N₂，配平书写方程式得到氧化产物和还原产物；
（6）加热分解产物通过浓硫酸吸收氨气、水，过碱石灰吸收生成的二氧化硫，最后收集气体为氮气，读数时，应使左右压强相等．

解答 解：（1）滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH为0.025L×0.2mol/L=0.005mol，故剩余HCl为0.005mol，则参加反应的HCl为0.07L×0.5mol/L-0.005mol=0.03mol，参加反应的HCl吸收分解生成的NH₃，发生反应：NH₃+HCl=NH₄Cl，故吸收NH₃的物质的量为0.03mol，已知260℃（NH₄）₂SO₄加热完全分解的产物只有两种计算可知还有市场的氨气，
故答案为：NH₃； （NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;260°C\;}}{\;}$NH₄HSO₄+NH₃↑；
（2）滴定前，先检查滴定管是否漏水，再进行清洗，然后用标准液润洗，再注入标准液，排尽滴定尖嘴的气泡并调整液面，读数、记录，滴定前准备完成，故正确的顺序为：dbaec，
故答案为：dbaec；
（3）加热后继续通入N₂的目的是使分解产生的气体全部逸出被充分吸收，
故答案为：使分解产生的气体全部逸出被充分吸收；
（4）检查气密性，按图示重新加入试剂．通入N₂排尽空气后，与400℃加热装置A至（NH₄）₂SO₄完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N₂．观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体．经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO₃^2-，无SO₄^2-．说明一定无氧气生成，
故答案为：装置D内溶液中有SO₃^2-，无SO₄^2-；
（5）装置D内溶液中有SO₃^2-，说明分解生成SO₂，装置A、D之间的导气管内有少量白色固体，白色固体应是二氧化硫、氨气与水形成的盐，装置B内溶液吸收的气体是氨气，分析可知，（NH₄）₂SO₄在400℃分解时，有NH₃、SO₂、H₂O生成，S元素化合价降低，根据电子转移守恒，只能为N元素化合价升高，气体产物中无氮氧化物，说明生成N₂，分解反应方程式为：3（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;400°C\;}}{\;}$4NH₃↑+3SO₂↑+6H₂O↑+N₂↑，氧化产物是N₂，还原产物是SO₂，
故答案为：N₂； SO₂；
（6）加热分解产物通过浓硫酸吸收氨气、水，过碱石灰吸收生成的二氧化硫，最后收集气体为氮气，读数时，应使左右压强相等保证读数准确，可上下移动滴定管，使左右两边液面相平，
故答案为：故答案为：N₂； 将量气管两边的液面调平．

点评 本题考查化学实验，涉及化学仪器、滴定操作、实验方案设计、化学计算、物质推断、化学方程式书写等，是对学生综合能力的考查，较好的考查学生分析推理能力、知识迁移运用能力难度中等．