Question

7．NH₃及其盐都是重要的化工原料．
（1）用NH₄Cl和Ca（OH）₂制备NH₃，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为ACG．

（2）按图装置进行NH₃性质实验．

  ①先打开旋塞1，B瓶中的现象是出现白烟，原因是A瓶压强比B瓶大，氯化氢进入B瓶与氨气反应生成氯化铵固体小颗粒形成白烟，稳定后，关闭旋塞1．
  ②再打开旋塞2，B瓶中的现象是烧瓶中的液体倒吸入B瓶，且紫色石蕊试液变红．
（3）设计实验，探究某一种因素对溶液中NH₄Cl水解程度的影响．
限选试剂与仪器：固体NH₄Cl、蒸馏水、100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽（可调控温度）
  ①实验目的：探究温度对溶液中NH₄Cl水解程度的影响．
  ②设计实验方案，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据，数据用字母表示；表中“V（溶液）”表示所配制溶液的体积）．

物理量 实验序号	V（溶液）/ml				…
1	100				…
2	100				…

③按实验序号1所拟数据进行实验，若读取的待测物理量的数值为Y，则NH₄Cl水解反应的平衡转化率为$\frac{1{0}^{-Y}×0.1×53.5}{m}×100%$（只列出算式，忽略水自身电离的影响）．

Answer 1

分析 （1）实验室用加热固体氯化铵和熟石灰制取氨气（2NH₄Cl+Ca（OH）₂?CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O），反应发生为固体与固体加热制取气体的装置，根据氨气为易溶于水密度比空气小的气体性质选择收集装置，氨气极易溶于水，尾气处理需考虑倒吸，据此分析解答；
（2）①根据A、B容器压强以及A、B混合后压强相等以及氨气和氯化氢反应生成氯化铵分析；②氨气、氯化氢为气体反应生成的氯化铵为固体，压强减小，氯化铵为强酸弱碱盐，溶液呈酸性，据此分析；
（3）①根据影响NH₄Cl水解的因素以及题干提供的限选试剂与仪器分析；
②氯化铵为强酸弱碱盐，水解溶液呈酸性，所配制溶液的体积，根据温度不同，盐类水解后PH不同，进行设计表格数据；
③读取的待测物理量的数值为Y，Y为PH值，PH=-lgc（H⁺）可求算出氢离子浓度，根据NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，求解NH₄Cl水解反应的平衡转化率．

解答 解：（1）实验室用加热固体氯化铵和熟石灰制取氨气（2NH₄Cl+Ca（OH）₂?CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O），反应发生为固体与固体加热制取气体的装置，因防止药品中的湿存水以及反应产生的水使反应试管受热不均匀，所以选择试管口向下的A装置制备氨气，氨气为易溶于水，不能用排水法收集，密度比空气小，需用向下排空气法收集，所以选择C装置，氨气极易溶于水，尾气处理需考虑倒吸，倒扣的漏斗空间大，水柱不易极速上升，能防止倒吸，故选G装置，
故答案为：ACG；
（2）①A容器压强为150KPa，B容器压强100KPa，A容器压强大于B容器，先打开旋塞1，A容器中的氯化氢进入B容器，氨气和氯化氢反应，NH₃+HCl=NH₄Cl，生成氯化铵固体小颗粒，所以B瓶中的现象是出现白烟，
故答案为：出现白烟；A瓶压强比B瓶大，氯化氢进入B瓶与氨气反应生成氯化铵固体小颗粒形成白烟；
②氨气、氯化氢为气体反应生成的氯化铵为固体，压强减小，再打开旋塞2，紫色的石蕊试液倒吸入B瓶中，氯化铵为强酸弱碱盐，溶液中铵根离子水解生成一水合氨和氢离子，水解方程式为：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，溶液呈酸性，所以紫色石蕊试液变红，
故答案为：烧瓶中的液体倒吸入B瓶，且紫色石蕊试液变红；
（3）①盐类水解，水解离子浓度越大，水解程度越小，盐类水解为吸热反应，温度越高，水解程度越大，根据题干提供的限选试剂与仪器中的温度计、恒温水浴槽（可调控温度），可选择温度不同对盐类水解的影响，
故答案为：温度；
②根据①可知，该实验为探究温度对氯化铵水解的影响，氯化铵为强酸弱碱盐，水解溶液呈酸性，所以可根据不同温度下，水解的溶液的pH进行判断，所配制溶液的体积都为100mL，m（NH₄Cl）相同都为m g，温度不同，分别为T₁℃、T₂℃，分别测水解后pH，
故答案为：

物理量 实验序号	V（溶液）/mL	NH4Cl质量（g）	温度（℃）	pH
1	100	m	T1	Y
2	100	m	T2	Z

③读取的待测物理量的数值为Y，Y为pH值，pH=-lgc（H⁺），c（H⁺）=10^-Ymol/L，NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，水解的氯化铵的物质的量为n（NH₄Cl）=c（H⁺）×V=10^-Y×0.1mol，则NH₄Cl水解反应的平衡转化率为$\frac{1{0}^{-Y}×0.1mol}{\frac{mg}{53.5g/mol}}$×100%=$\frac{1{0}^{-Y}×0.1×53.5}{m}×100%$，
故答案为：$\frac{1{0}^{-Y}×0.1×53.5}{m}×100%$．

点评 本题主要考查了氨的制备以及铵盐的性质，掌握实验室制取氨气的原理以及铵盐的水解规律是解答的关键，题目难度中等．