Question

3．现代传感信息技术在化学实验中有广泛的应用．某小组用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理（如图1所示），并测定电离平衡常数K_b．

（1）实验室可用浓氨水和X固体制取NH₃，X固体可以是C．
A．无水氯化钙    B．五氧化二磷    C．碱石灰
（2）关闭a，将带有装满水的胶头滴管的橡皮塞塞紧c口，打开b，挤压胶头滴管使水进入烧瓶，引发喷泉实验，电脑绘制三颈瓶内气压变化曲线如图2所示．图2中C点时喷泉最剧烈．
（3）从三颈瓶中用碱式滴定管（填仪器名称）量取20.00mL氨水至锥形瓶中，用0.05000mol/L HC1滴定．
（4）用pH计采集数据、电脑绘制滴定曲线如图3所示．据图3计算，当pH=11.0时，NH₃•H₂O电离平衡常数K_b近似值，K_b=1.8×10^-5．

Answer 1

分析 （1）浓氨水易挥发，生石灰、碱石灰溶于水与水反应放出大量的热，能够促进氨气的逸出；
（2）依据喷泉实验原理结合氨气极易溶于水的性质解答；三颈瓶内气体与外界大气压压强之差越大，其喷泉越剧烈；
（3）氨水显碱性，依据滴定管构造选择合适的仪器；
（4）依据中和滴定计算氨水的物质的量浓度，弱电解质电离平衡常数Kb=$\frac{C（O{H}^{-}）•C（N{{H}_{4}}^{+}）}{C（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$；pH=11的氨水中c（OH^-）=0.001mol/L，c（OH^-）≈c（NH₄⁺）=0.001mol/L，结合氨水的物质的量浓度计算NH₃•H₂O电离平衡常数K_b．

解答 解：（1）浓氨水易挥发，生石灰、碱石灰溶于水与水反应放出大量的热，能够促进氨气的逸出，而无水氯化钙、五氧化二磷都能够与氨气反应，所以不能用来制氨气；
故答案为：C；
（2）要形成喷泉实验，应使瓶内外形成负压差，而氨气极易溶于水，所以打开b，挤压胶头滴管使水进入烧瓶，氨气溶于水，使瓶内压强降低，形成喷泉；三颈瓶内气体与外界大气压压强之差越大，其反应速率越快，C点压强最小、大气压不变，所以大气压和C点压强差最大，则喷泉越剧烈，
故答案为：打开b，挤压胶头滴管使水进入烧瓶；C；
（3）氨水显碱性，量取碱性溶液，应选择碱式滴定管；
故答案为：碱式滴定管；
（4）设氨水的物质的量浓度为C，则：C×20mL=0.05000mol/L×22.40mL，解得C（NH₃•H₂O）=0.056mol/L，弱电解质电离平衡常数K_b=$\frac{C（O{H}^{-}）•C（N{{H}_{4}}^{+}）}{C（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$，pH=11的氨水中c（OH^-）=0.001mol/L，c（OH^-）≈c（NH₄⁺）=0.001mol/L，则：K_b=$\frac{C（O{H}^{-}）•C（N{{H}_{4}}^{+}）}{C（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{0.001×0.001}{0.056}$=1.8×10^-5；
故答案为：1.8×10^-5．

点评 本题考查了氨气的制备和喷泉实验的设计、电离常数的计算，明确喷泉实验原理和氨气的性质是解题关键，注意电离平衡常数表达式的书写，题目难度中等．