Question

氮元素的化合物种类繁多，性质也各不相同．
（1）写出NH₄HCO₃溶液中的物料守恒

 

．
（2）室温下，将0.01mol?L^-1 NH₄HSO₄溶液与0.01mol?L^-1烧碱溶液等体积混合，所得溶液中所有离子的物质的量浓度大小关系为

 

．
（3）肼（N₂H₄）又称联氨，联氨溶于水可以发生与氨水类似的电离，试写出联氨在水溶液中的电离方程式

 

（写一步即可）．
（4）NH₄⁺在溶液中能发生水解反应．在25℃时，0.1mol/L氯化铵溶液由水电离出的氢离子浓度为1×10^-5 mol/L，则在该温度下此溶液中氨水的电离平衡常数K_b（NH₃?H₂O）=

 

．

Answer 1

考点：盐类水解的应用,离子浓度大小的比较

专题：盐类的水解专题

分析：（1）物料：实际就是碳氮个数始终相等，不管以何种形式存在；
（2）硫酸氢铵和氢氧化钠等浓度等体积反应，H⁺+OH^-=H₂O，向NH₄HSO₄溶液中加入等物质的量的NaOH溶液，反应生成Na₂SO₄、H₂O、（NH₄）₂SO₄；然后根据各物质量的关系分析离子浓度大小；
（3）写出肼燃烧的方程式，根据方程式计算生成气体的体积；类比氨水的电离，写出肼在水溶液中的电离方程式；
（4）写出氨水电离方程式，计算出离子浓度，代入电离平衡常数表达式计算氨水的电离平衡常数．

解答： 解：（1）NH₄HCO₃溶液中n（N）=n（C），溶液中的物料守恒为：C（NH₄⁺）+c（NH₃?H₂O）=c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）；
故答案为：C（NH₄⁺）+c（NH₃?H₂O）=c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）；
（2）向NH₄HSO₄溶液中加入等物质的量的NaOH溶液，反应生成Na₂SO₄、H₂O、（NH₄）₂SO₄；Na⁺、SO₄^2-不水解，故c（Na⁺）=c（SO₄^2-），NH₄⁺水解显酸性，所以c（H⁺）＞c（OH^-），即离子浓度由大到小为：c（Na⁺）=c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
故答案为：c（Na⁺）=c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（3）肼易溶于水，它是与氨类似的弱碱，则电离生成OH^-和阳离子，电离方程式为N₂H₄+H₂O=N₂H₅⁺+OH^-；
故答案为：N₂H₄+H₂O=N₂H₅⁺+OH^-；
（4）NH₄⁺在溶液中能发生水解反应，NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺
故c（NH₃?H₂O）=c（H⁺）=1×10^-5mol/L，则c（OH^-）=

Kw

c(H+)

=

10-14

10-5

=10^-9mol/L，c（NH₄⁺）=0.1mol/L，
氨水的电离方程式为：NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-
电离平衡常数Kb（NH₃?H₂O）=

c(NH4+)c(OH-)

c(NH3?H2O)

，
把以上数据代入平衡常数表达式：Kb（NH₃?H₂O）=

0.1mol/L×10-9mol/L

10-5mol/L

=1×10^-5mol/L，
故答案为：1×10^-5mol/L．

点评：本题考查了电解质溶液中物料守恒分析，离子浓度大小比较，电离方程式的书写及电离平衡常数的计算，其中电离平衡常数计算较难，应根据电离平衡表达式，计算出相应离子浓度代入表达式即可．掌握基础是关键，题目难度中等．