Question

【题目】为探究氮的化合物相关性质，设计了如下实验，请你一起完成相关的探究过程。

（1）将一定量的氨气通入水中并配成1.00L溶液，取20.00mL的该溶液与0.100mol/L的HCl溶液进行中和滴定，为了准确判定终点，应在锥形瓶中加入2-3滴________作指示剂，滴定结果如下表：

实验次数	氨水用量（mL）	盐酸初始读数（mL）	盐酸最终读数（mL）
第1次实验	20.00	0	20.10
第2次实验	20.00	1.10	21.00
第3次实验	20.00	0.20	22.20

根据以上滴定结果，测得氨水的物质的量浓度是_________，恰好中和时溶液呈____性（填“酸”或“碱”），用离子方程式解释其原因_______________________________________。

（2）如将干燥的氨气通入装有灼热氧化铜的玻璃管，发生反应生成两种单质，试写出该反应的化学方程式：___________________________________________。该反应中氨气表现出__________性 （填“氧化”或“还原”）

（3）NH4NO3是农业生产中常用的一种化肥，但大量使用易造成水体中氮含量超标而导致水体富营养化，使水体发黑发臭，现用如图装置对水中的铵根及硝酸根进行处理形成无污染的物质。NO3－在______（填 “阴极”或“阳极”或“正极”或“负极”）反应，该电极反应方程式为：___________________________________。

Answer 1

【答案】 甲基橙 0.100mol/L 酸 NH4++H2ONH3H2O+H+ 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O 还原 阴极 2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O

【解析】⑴.用HCl溶液滴定氨水，恰好达到滴定终点时，所得溶液为氯化铵溶液，因铵根离子水解使溶液显酸性，故选择的指示剂变色范围应在酸性范围，甲基橙的变色范围是3.1～4.4，所以应选用甲基橙作指示剂；

因标准溶液的体积等于终止读数减去起始读数，则三次滴定消耗HCl标准液的体积分别为：20.10mL、19.9mL、22.0mL，因第三次滴定数据与前两次偏差较大，故舍去，则消耗HCl标准液的体积为（20.10+19.9）mL÷2=20.0mL，根据NH3＋HCl=NH4Cl得n（NH3）=n（HCl）=0.02L×0.100mol/L=0.002mol，则c（NH3）=0.002mol÷0.02L=0.100mol/L；

恰好中和时得到的溶液是氯化铵溶液，因铵根离子水解NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋，使溶液显酸性；

故答案为：甲基橙；0.100mol/L； 酸； NH4++H2ONH3H2O+H+；

⑵.将干燥的氨气通入装有灼热氧化铜的玻璃管，发生反应生成两种单质，则可判断这两种单质为铜和氮气，反应的方程式是： 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O，在此反应中，氨气中的氮元素化合价从-3价升高到0价，所以氨气作还原剂，表现还原性，故答案为： 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O；还原；

⑶.用如图装置对水中的铵根及硝酸根进行处理，生成了无污染的物质，说明生成物为N2，NO3－生成N2时，氮元素的化合价从+5价降低到0价，说明NO3－发生了还原反应，则NO3－应在阴极反应，反应的方程式为：2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O，故答案为：阴极；2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O。