Question

3．現(xiàn)代傳感信息技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有廣泛的應(yīng)用．

某小組用傳感技術(shù)測(cè)定噴泉實(shí)驗(yàn)中的壓強(qiáng)變化來認(rèn)識(shí)噴泉實(shí)驗(yàn)的原理（圖1）．
（1）制取氨氣．燒瓶中制取NH₃的化學(xué)方程式為NH₃•H₂O+CaO=Ca（OH）₂+NH₃↑，檢驗(yàn)三頸瓶集滿NH₃的方法是將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近瓶口c，試紙變藍(lán)色，證明NH₃已收滿；或：將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近瓶口c，有白煙生成，證明NH₃已收滿．
（2）關(guān)閉a，將吸有2mL水的膠頭滴管塞緊頸口c，打開b，完成噴泉實(shí)驗(yàn)，電腦繪制三頸瓶?jī)?nèi)氣壓變化曲線（圖2）．圖2中D點(diǎn)時(shí)噴泉最劇烈．
測(cè)定NH₃•H₂O的濃度及電離平衡常數(shù)K_b
（3）從三頸瓶中用堿式滴定管（或移液管）（填儀器名稱）量取25.00mL氨水至錐形瓶中，用0.0500mol•L^-1HCl滴定．用pH計(jì)采集數(shù)據(jù)、電腦繪制滴定曲線如下圖．
（4）據(jù)圖，計(jì)算氨水的濃度為0.045mol•L^-1；寫出NH₃•H₂O電離平衡常數(shù)K_b的表達(dá)式，K_b=$\frac{c（O{H}^{-}）．c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}．{H}_{2}O）}$，當(dāng)pH=11.0時(shí)計(jì)算K_b的近似值，K_b≈2.2×10^-5．
（5）關(guān)于該滴定實(shí)驗(yàn)的說法中，正確的是AC．
A．錐形瓶中有少量蒸餾水不影響測(cè)定結(jié)果
B．未滴加酸堿指示劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不科學(xué)
C．酸式滴定管未用鹽酸潤(rùn)洗會(huì)導(dǎo)致測(cè)得氨水的濃度偏高
D．滴定終點(diǎn)時(shí)俯視讀數(shù)會(huì)導(dǎo)致測(cè)得氨水的濃度偏高．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）CaO和水反應(yīng)生成氫氧化鈣且放出熱量，放出的熱量促進(jìn)一水合氨分解，據(jù)此書寫方程式；
氨氣和水反應(yīng)生成一水合氨，一水合氨電離出氫氧根離子而導(dǎo)致氨水溶液呈堿性，紅色石蕊試液遇堿藍(lán)色，氨氣也能和HCl反應(yīng)生成白煙；
（2）三頸瓶?jī)?nèi)氣體與外界大氣壓壓強(qiáng)之差越大，其噴泉越劇烈；
Ⅱ．（3）可以用移液管或堿式滴定管量取堿性溶液；
（4）根據(jù)圖知，當(dāng)氨水和稀鹽酸恰好完全反應(yīng)時(shí)混合溶液的pH值為3.5，此時(shí)存在c（HCl）×V（HCl）=c（NH₃）×V（NH₃）；
弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)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，c（NH₃•H₂O）≈0.0450mol/L，根據(jù)Kb=$\frac{c（O{H}^{-}）．c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}．{H}_{2}O）}$計(jì)算電離平衡常數(shù)；
（5）A．錐形瓶中有少量蒸餾水不影響氨水的物質(zhì)的量；
B．利用pH計(jì)判斷滴定終點(diǎn)更準(zhǔn)確；
C．酸式滴定管未用鹽酸潤(rùn)洗會(huì)導(dǎo)致鹽酸濃度偏低；
D．滴定終點(diǎn)時(shí)俯視讀數(shù)會(huì)導(dǎo)致鹽酸物質(zhì)的量偏小．

解答 9解：Ⅰ．（1）CaO和水反應(yīng)生成氫氧化鈣且放出熱量，放出的熱量促進(jìn)一水合氨分解，該反應(yīng)方程式為NH₃•H₂O+CaO=Ca（OH）₂+NH₃↑；
氨氣和水反應(yīng)生成一水合氨，一水合氨電離出氫氧根離子而導(dǎo)致氨水溶液呈堿性，紅色石蕊試液遇堿藍(lán)色，氨氣也能和HCl反應(yīng)生成白煙，所以氨氣的檢驗(yàn)方法為：將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近瓶口c，試紙變藍(lán)色，證明NH₃已收滿；或：將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近瓶口c，有白煙生成，證明NH₃已收滿；
故答案為：NH₃•H₂O+CaO=Ca（OH）₂+NH₃↑；
將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近瓶口c，試紙變藍(lán)色，證明NH₃已收滿；或：將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近瓶口c，有白煙生成，證明NH₃已收滿；
（2）三頸瓶?jī)?nèi)氣體與外界大氣壓壓強(qiáng)之差越大，其反應(yīng)速率越快，D點(diǎn)壓強(qiáng)最小、大氣壓不變，所以大氣壓和D點(diǎn)壓強(qiáng)差最大，則噴泉越劇烈，故答案為：D；
Ⅱ．（3）氨水中含有一水合氨，一水合氨電離出氫氧根離子而使溶液呈堿性，所以用移液管或堿式滴定管量取氨水，故答案為：堿式滴定管（或移液管）；
（4）根據(jù)圖知，當(dāng)氨水和稀鹽酸恰好完全反應(yīng)時(shí)混合溶液的pH值為3.5，此時(shí)存在c（HCl）×V（HCl）=c（NH₃）×V（NH₃），0.0500mol/L×0.0225L=c（NH₃）×0.025L，c（NH₃）=0.045mol/L；
弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)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，c（NH₃•H₂O）≈0.0450mol/L，根據(jù)Kb=$\frac{c（O{H}^{-}）．c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}．{H}_{2}O）}$=$\frac{0.001×0.001}{0.045}$=2.2×10^-5；
故答案為：0.045；$\frac{c（O{H}^{-}）．c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}．{H}_{2}O）}$；2.2×10^-5；
（5）A．錐形瓶中有少量蒸餾水不影響氨水的物質(zhì)的量，所以不影響測(cè)定結(jié)果，故A正確；
B．利用pH計(jì)判斷滴定終點(diǎn)更準(zhǔn)確，不需要酸堿指示劑即可，故B錯(cuò)誤；
C．酸式滴定管未用鹽酸潤(rùn)洗會(huì)導(dǎo)致鹽酸濃度偏低，則使用鹽酸的體積偏大，所以導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高，故C正確；
D．滴定終點(diǎn)時(shí)俯視讀數(shù)會(huì)導(dǎo)致鹽酸體積偏小，則鹽酸物質(zhì)的量偏小，測(cè)定結(jié)果偏低，故D錯(cuò)誤．
故選AC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，側(cè)重考查學(xué)生分析、判斷及實(shí)驗(yàn)操作能力，明確滴定原理、噴泉實(shí)驗(yàn)原理、弱電解質(zhì)電離等知識(shí)點(diǎn)是解本題關(guān)鍵，（5）題A為易錯(cuò)點(diǎn)，題目難度中等．