题目内容

【题目】氨水是氨气的水溶液,主要用作化肥。现有25℃时0.1 mol/L的氨水,请回答以下问题:

(1)若向氨水中加入少量硫酸铵固体,此时溶液中的c(NH4+)_________,溶液的pH_________(增大”“减小”“不变”)

(2)若向氨水中加入稀硫酸,使其恰好中和,写出反应的离子方程式:____________;所得溶液的pH_________7(“>”“<”“=”),用离子方程式表示其原因________

(3)若向氨水中加入pH=1的硫酸,且氨水与硫酸的体积比为11,则所得溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺是_______

(4)实验室可用向浓氨水中加入CaO的方法制取氨气,从氨水中存在的平衡入手分析产生NH3的原因:__________

【答案】增大 减小 NH3·H2O+H+=NH4++H2O < NH4++H2ONH3·H2O+H+ c(H+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-) NH3(g)+H2O(l)NH3·H2O(aq)NH4+(aq)+ OH-(aq),加入CaO后温度升高,OH-浓度增大,平衡逆向移动,NH3逸出

【解析】

(1)硫酸铵电离出NH4+而导致溶液中c(NH4+)增大,结合一水合氨电离平衡分析溶液中c(OH-),再根据水的离子积常数及pH与溶液中c(H+)关系分析判断;

(2)根据酸、碱发生中和反应的物质的量关系,结合电解质强弱书写离子方程式,产生的盐(NH4)2SO4是强酸弱碱盐,利用盐的水解规律,结合溶液中c(OH-)c(H+)关系分析;

(3)pH=1的硫酸中c(H+)=0.1 mol/L,二者等体积混合,恰好完全反应生成硫酸氢铵,结合盐的电离、铵根离子水解可知导致溶液呈酸性,分析比较溶液中离子浓度关系;

(4)根据CaO与水反应,消耗溶剂,反应放出热量,从温度、物质的浓度改变分析平衡移动。

(1)氨水是氨气的水溶液,存在电离平衡:NH3·H2ONH4++H+,向氨水中加入(NH4)2SO4,盐电离产生NH4+,使溶液中c(NH4+)增大,对电离平衡起抑制作用,导致NH3·H2O电离程度减小,最终达到平衡时溶液中c(OH-)减小,由于温度不变,Kw不变,所以溶液中c(H+)增大,由于pH=-lgc(H+),所以溶液pH减小;

(2)向氨水中加入硫酸,二者发生中和反应产生(NH4)2SO4和水,反应的离子方程式为:NH3·H2O+H+=NH4++H2O;由于(NH4)2SO4是强酸弱碱盐,在溶液中NH4+发生水解反应:NH4++H2ONH3·H2O+H+,破坏了水的电离平衡,最终达到平衡时溶液中c(H+)>c(OH-)溶液显酸性,所以溶液的pH<7

(3)若向氨水中加入pH=1的硫酸,且氨水与硫酸的体积比为11,则二者恰好发生反应产生NH4HSO4,盐在溶液中发生电离作用:NH4HSO4=NH4++H++SO42-,在溶液中NH4+发生水解反应:NH4++H2ONH3·H2O+H+,使c(NH4+)减小,小于c(SO42-)c(H+)增大,大于c(SO42-);根据水的离子积常数不变,可知c(OH-)减小,而c(SO42-)不变,盐电离作用远大于水电离作用,所以c(NH4+)>c(OH-);故溶液中各种离子浓度关系为:c(H+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)

(4)氨水中存在平衡:NH3(g)+H2O(l)NH3·H2ONH4++H+,向其中加入CaO,会发生反应:CaO+H2O=Ca(OH)2,消耗溶剂水,使平衡逆向移动,CaO与水的反应是放热反应,会使溶液温度升高,加快NH3·H2O分解放出NH3;且Ca(OH)2是强碱,电离产生OH-,使溶液中c(OH-)增大,也会使平衡逆向移动,导致NH3逸出。

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