Question

8．氨和铵盐既是实验室常用试剂又是重要化工原料．
（1）氨水的电离方程式为NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-．硫酸铵在水溶液中水解的离子方程式为NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺．
（2）常温下，用0.1000mol•L^-1盐酸滴定0.1000mol•L^-1氨水，其滴定曲线如图所示．
①该滴定适宜的指示剂为甲基橙（选填：“甲基橙”、“酚酞”、“石蕊”）．
②图中“a”点处溶液中四种离子浓度从大到小的顺序为c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
③已知图中“b”点处，溶液中满足4c（NH₄⁺）=7c（NH₃•H₂O），则常温时K_b（NH₃•H₂O）=1.75×10^-5（填数值）．
（3）实验室常利用甲醛法测定硫酸铵样品中氮元素的质量分数，反应原理为：
4NH₄⁺+6HCHO═4H⁺+（CH₂）₆N₄+6H₂O； H⁺+OH^-═H₂O

滴定结果如表所示：

滴定次数	待测溶液的 体积/mL	标准溶液的体积/mL
		滴定前刻度	滴定后刻度
1	25.00	0.00	20.01
2	25.00	2.00	21.99
3	25.00	0.30	20.30

试计算该样品中氮元素的质量分数（写出计算过程）计算平均消耗溶液体积V=$\frac{20.01ml+19.99ml+20.00ml}{3}$=20.00ml，
结合元素守恒，n（N）=n（NH₄⁺）=n（NaOH）=0.1000mol•L^-1×20.00mL×10^-3L•mL^-1=2.000×10^-3mol，w（N）=$\frac{14g/mol×2.000×1{0}^{-3}mol}{1.500g×\frac{25.00mL}{250.0mL}}$≈18.67%，．

Answer 1

分析 （1）氨水溶液中一水合氨为弱电解质存在电离平衡，硫酸铵水溶液中铵根离子水解促进水电离平衡正向进行溶液显酸性；
（2）①用0.1000mol•L^-1盐酸滴定0.1000mol•L^-1氨水恰好反应生成氯化铵，溶液显酸性，选择指示剂应是变色范围在酸性条件；
②a点为反应终点，生成的是氯化铵溶液，铵根离子水解溶液显酸性；
③b点溶液PH=9，结合平衡常数 计算式和溶液中满足4c（NH₄⁺）=7c（NH₃•H₂O），计算得到定量平衡常数；
（3）称取硫酸铵样品1.500g，配制250.00ml，移取25.00ml溶液于锥形瓶中，加入足量甲醛溶液，加入指示剂酚酞试液，用0.1000mol/L氢氧化钠溶液滴定到变红色达到反应终点，结合标准溶液消耗体积和浓度计算物质的量，利用化学方程式定量关系4NH₄⁺+6HCHO═4H⁺+（CH₂）₆N₄+6H₂O； H⁺+OH^-═H₂O，计算得到铵根离子物质的量，氮元素守恒计算含氮量．

解答 解：（1）氨水溶液中一水合氨为弱电解质存在电离平衡，电离方程式为：NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-，硫酸铵水溶液中铵根离子水解促进水电离平衡正向进行溶液显酸性水解离子方程式为：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，
故答案为：NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-；NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
（2）①甲基橙变色范围为3.1-4.4，酚酞变色范围为8-10，石蕊变色范围大一般不做滴定指示剂，用0.1000mol•L^-1盐酸滴定0.1000mol•L^-1氨水恰好反应生成氯化铵，溶液显酸性，所以选择甲基橙做指示剂，
故答案为：甲基橙；
②a点为反应终点，生成的是氯化铵溶液，铵根离子水解溶液显酸性，离子浓度大小为：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
③b点溶液PH=9，结合平衡常数 计算式和溶液中满足4c（NH₄⁺）=7c（NH₃•H₂O），一水合氨电离平衡常数K=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{7×1{0}^{-9}}{4}$=1.75×10^-5，
故答案为：1.75×10^-5；
（3）称取硫酸铵样品1.500g，配制250.00ml，移取25.00ml溶液于锥形瓶中，加入足量甲醛溶液，加入指示剂酚酞试液，用0.1000mol/L氢氧化钠溶液滴定到变红色达到反应终点，结合标准溶液消耗体积和浓度计算物质的量，利用化学方程式定量关系4NH₄⁺+6HCHO═4H⁺+（CH₂）₆N₄+6H₂O； H⁺+OH^-═H₂O，
依据图表数据计算平均消耗溶液体积V=$\frac{20.01ml+19.99ml+20.00ml}{3}$=20.00ml，结合元素守恒，
n（N）=n（NH₄⁺）=n（NaOH）=0.1000mol•L^-1×20.00mL×10^-3L•mL^-1=2.000×10^-3mol，
w（N）=$\frac{14g/mol×2.000×1{0}^{-3}mol}{1.500g×\frac{25.00mL}{250.0mL}}$≈18.67%，
故答案为：计算平均消耗溶液体积V=$\frac{20.01ml+19.99ml+20.00ml}{3}$=20.00ml，
结合元素守恒，n（N）=n（NH₄⁺）=n（NaOH）=0.1000mol•L^-1×20.00mL×10^-3L•mL^-1=2.000×10^-3mol，w（N）=$\frac{14g/mol×2.000×1{0}^{-3}mol}{1.500g×\frac{25.00mL}{250.0mL}}$≈18.67%；

点评 本题考查了弱电解质定量平衡、盐类水解、滴定实验的过程分析和计算应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．