Question

4．氯化铵是一种重要化工原料，也是一种常用的氨肥．
（1）氯化铵作为化肥时不宜与草木灰（主要成分K₂CO₃）混用．其原因是氯化铵与碳酸钾发生相互促进的水解反应生成氨气，会降低肥效．
（2）热的浓氯化铵溶液可以清洗铁器表面锈迹，写出相关反应的离子方程式：6NH₄⁺+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2Fe³⁺+6NH₃↑+3H₂O．
（3）常温下，在20mLamol．L^-1氨水中滴加加20mLbmol．L^-1HCl溶液恰好至溶液呈中性．计算常温下，NH₃．H₂O的电离常数K_b=$\frac{a}{a-b}$×10^-7mol/L（用含a，b的精确代数式表示）
（4）为了探究外界条件对氯化铵水解平衡的影响，设计如下实验方案：

实验序号	c（NH4Cl）/mol．L-1	温度/℃	待测物理量	实验目的
Ⅰ	0.5	30	x	-
Ⅱ	1.5	i	y	探究浓度对氯化铵水解平衡的影响
Ⅲ	0.5	35	z	ii
Ⅳ	2.0	40	m	探究温度、浓度同时对氯化铵水解平衡的影响

限选药品和仪器：恒温水浴、pH计、烧杯、0.1mol．L^-1硝酸银溶液、蒸馏水和各种浓度的NH₄Cl溶液．
①实验中，“待测物理量”是溶液的pH．
②i=30；ii：探究温度对氯化铵水解平衡的影响．
③上述表格中，y＞（填“＞”“＜”或“=”）m．

Answer 1

分析 （1）氯化铵水解显酸性，K₂CO₃水解显碱性，二者相互促进水解；
（2）氯化铵水解生成一水合氨和盐酸，盐酸与氧化铁反应生成氯化铁；
（3）中性溶液中存在c（H⁺）=c（OH^-），常温下c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7 mol/L；根据电荷守恒c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-）可知：c（NH₄⁺）=c（Cl^-），混合后溶液体积增大一倍，所以溶液中c（Cl^-）=0.5bmol/L，c（NH₃•H₂O）=0.5amol/L-c（NH₄⁺）=0.5amol/L-0.5bmol/L，最后根据K_b=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$进行计算；
（4）①由提供的药品和仪器可知，只能测定溶液的pH；
②探究浓度对氯化铵水解平衡的影响，则温度必须相同；实验I与实验III浓度相同，温度不同；
③温度越高，浓度越大，溶液的酸性越强．

解答 解：（1）氯化铵水解显酸性，K₂CO₃水解显碱性，二者相互促进水解的反应，使铵态氮肥反应放出氨气，会降低肥效；
故答案为：氯化铵与碳酸钾发生相互促进的水解反应生成氨气，会降低肥效；
（2）氯化铵水解生成一水合氨和盐酸，盐酸与氧化铁反应生成氯化铁，其反应的离子方程式为：6NH₄⁺+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2Fe³⁺+6NH₃↑+3H₂O；
故答案为：6NH₄⁺+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2Fe³⁺+6NH₃↑+3H₂O；
（3）混合液为中性，则c（H⁺）=c（OH^-），在常温下c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7 mol/L；
根据电荷守恒c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-）可知：c（NH₄⁺）=c（Cl^-），混合后溶液体积增大一倍，则溶液中c（Cl^-）=c（NH₄⁺）=0.5bmol/L，
所以混合液中c（NH₃•H₂O）=0.5amol/L-c（NH₄⁺）=0.5amol/L-0.5bmol/L，
所以常温下NH₃•H₂O的电离常数K_b=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{0.5a×1{0}^{-7}}{0.5a-0.5b}$=$\frac{a}{a-b}$×10^-7mol/L，
故答案为：$\frac{a}{a-b}$×10^-7mol/L；
（4）①由提供的药品和仪器可知，pH计用于准确的测定溶液的pH，所以待测物理量是溶液的pH；
故答案为：溶液的pH；
②探究浓度对氯化铵水解平衡的影响，则温度必须相同，所以实验II的温度与实验I相同，即为30℃；实验I与实验III浓度相同，温度不同，所以实验III是探究温度对氯化铵水解平衡的影响；
故答案为：探究温度对氯化铵水解平衡的影响；
故答案为：30；
③水解反应属于吸热反应，温度越高促进水解，氢离子浓度增大，浓度越高，水解生成的氢离子浓度越大，则溶液的酸性越强，已知实验IV的浓度大、温度高，所以IV的pH小，即y＞m；
故答案为：＞．

点评 本题考查了盐的水解原理的应用、电离常数的计算、外界条件对氯化铵水解平衡的影响等，题目涉及的知识点较多，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的综合应用能力，注意把握探究外界条件对水解平衡的影响的方法．