题目内容

氨有着广泛的用途,如可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产.氨的水溶液中存在电离平衡,常用电离常数Kb和电离度α来定量表示其电离程度.Kb和α常用的测定方法:在一定温度时用酸度计测定一系列已知浓度氨水的pH,可得各浓度氨水对应的c(OH-),然后通过换算求得各对应的α值和Kb值.
下面是某中学化学兴趣小组在25℃时测定一系列浓度氨水的pH所对应的c(OH-):
[仪器与试剂]酸度计、50mL碱式滴定管、100mL烧杯、0.10mol?L-1 氨水
[实验数据](不必填表格)
烧杯号 V氨水 (mL) V水(mL) c (NH3?H2O) (mol?L-1) c(OH-) Kb α
1 50.00 0.00 1.34×10-3
2 25.00 25.00 9.48×10-4
3 5.00 45.00 4.24×10-4
请根据以上信息回答下述问题:
(1)25℃时,氨水的电离常数:Kb≈______,通过计算所得的数据和简洁的文字说明电离常数、电离度与弱电解质的初始浓度的关系______
(2)用0.10mol?L-1盐酸分别滴定20.00mL0.10mol?L-1的NaOH溶液和20.00mL0.10mol?L-1氨水所得的滴定曲线如下:

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请指出盐酸滴定氨水的曲线为______(填A或B),请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序______.
(3)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视.它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势.氨在燃烧试验机中相关的反应有:
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H1①
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)△H2②
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H3③
请写出上述三个反应中△H1、△H2、△H3三者之间关系的表达式,△H1=______.
(4)Allis-Chalmers制造公司发现可以用氨作为燃料电池的燃料.其总反应式为4NH3+3O2=2N2+6H2O,正极上的电极反应式为O2+
2H2O+4e-=4OH-,则负极上的电极反应式为______.
(1)由NH3?H2O═NH4++OH-,第一组实验中的Kb=
1.34×10-3×1.34×10-3
0.1
=1.7956×10-5≈1.80×10-5,
第二组实验中的Kb=
9.48×10-4×9.48×10-4
0.05
=1.797×10-5≈1.80×10-5,
第三组实验中的Kb=
4.24×10-4×4.24×10-4
0.01
=1.797×10-5≈1.80×10-5,
三个实验中的电离度分别为
1.34×10-3
0.1
×100%=1.34%、
9.48×10-4
0.05
×100%=1.90%、
4.24×10-4
0.01
×100%=4.24%,显然电离平衡常数与初始浓度无关,电离度与初始浓度有关,且浓度越小,电离程度越大,故答案为:1.80×10-5;在三组实验中Kb始终约等于1.80×10-5,说明电离平衡常数与初始浓度无关,而电离度分别为1.34%、1.90%、4.24%,说明电离度与初始浓度有关,且随着初始浓度减少而增大;
(2)由0.10mol?L-1的NaOH溶液的pH=13,由图象可知,A为盐酸滴定氢氧化钠的曲线,则B为盐酸滴定氨水的曲线,在曲线a点pH>7可知,溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),再根据电荷守恒可知,c(Cl-)+c(OH-)=c(NH4+)+c(H+),则c(NH4+)>c(Cl-),电离产生氢氧根离子,则c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),
故答案为:B;c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+);  
(3)由反应4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H1 ①
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)△H2 ②
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H3③
则反应
②×3+③×2
5
可得到反应①,则△H1=
3△H2+2△H3
5
,故答案为:
3△H2+2△H3
5
;
(4)由总反应4NH3+3O2=2N2+6H2O,正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-,由电子守恒,则总反应除以2减去正极反应即可得负极反应式,负极反应式为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O,
故答案为:2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O.
练习册系列答案
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氨有着广泛的用途,如可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产。氨的水溶液中存在电离平衡,常用电离常数Kb和电离度α来定量表示其电离程度。Kb和α常用的测定方法:在一定温度时用酸度计测定一系列已知浓度氨水的pH,可得各浓度氨水对应的c(OH-),然后通过换算求得各对应的α值和Kb值。下面是某中学化学兴趣小组在25℃时测定一系列浓度氨水的pH所对应的c(OH-):

【仪器与试剂】酸度计、50 mL碱式滴定管、100mL烧杯、 0.10 mol·L-1 氨水

【实验数据】(不必填表格)

烧杯号

V氨水 (mL)

V水(mL)

c (NH3·H2O) (mol·L-1)

c(OH-)

Kb

α

1

50.00

0.00

 

1.34×10-3

 

 

2

25.00

25.00

 

9.48×10-4

 

 

3

5.00

45.00

 

4.24×10-4

 

 

请根据以上信息回答下述问题:                     

(1)25℃时,氨水的电离常数:Kb    ▲    ,通过计算所得的数据和简洁的文字说明电离常数、电离度与弱电解质的初始浓度的关系   ▲    。

(2)用0.10mol·L—1盐酸分别滴定20.00mL0.10mol·L—1的NaOH溶液和20.00mL0.10mol·L—1

氨水所得的滴定曲线如下:

请指出盐酸滴定氨水的曲线为    ▲    (填A或B),请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序    ▲    。

(3)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧试验机中相关的反应有:

   4NH3(g)+3O2(g)= 2N2(g)+6H2O(l)   △H1                               ①

4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(l)   △H2                ②

4NH3(g)+6NO(g)= 5N2(g)+6H2O(l)  △H3                                ③

请写出上述三个反应中△H1、△H2、△H3三者之间关系的表达式,△H1=    ▲    。

(4)Allis-Chalmers制造公司发现可以用氨作为燃料电池的燃料。其总反应式为4NH3+3O2=2N2+6H2O,正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e—=4OH—,则负极上的电极反应式为     ▲    。

 

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【仪器与试剂】酸度计、50 mL碱式滴定管、100mL烧杯、 0.10 mol·L-1氨水
【实验数据】(不必填表格)

烧杯号
V氨水 (mL)
V水(mL)
c (NH3·H2O)(mol·L-1)
c(OH-)
Kb
α
1
50.00
0.00
 
1.34×10-3
 
 
2
25.00
25.00
 
9.48×10-4
 
 
3
5.00
45.00
 
4.24×10-4
 
 
请根据以上信息回答下述问题:                     
(1)25℃时,氨水的电离常数:Kb   ▲   ,通过计算所得的数据和简洁的文字说明电离常数、电离度与弱电解质的初始浓度的关系   ▲   。
(2)用0.10mol·L—1盐酸分别滴定20.00mL0.10mol·L—1的NaOH溶液和20.00mL0.10mol·L—1
氨水所得的滴定曲线如下:

请指出盐酸滴定氨水的曲线为    ▲   (填A或B),请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序   ▲   。
(3)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧试验机中相关的反应有:
4NH3(g)+3O2(g)= 2N2(g)+6H2O(l)   △H1                              ①
4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(l)  △H2               ②
4NH3(g)+6NO(g)= 5N2(g)+6H2O(l)  △H3                               ③
请写出上述三个反应中△H1、△H2、△H3三者之间关系的表达式,△H1=   ▲   。
(4)Allis-Chalmers制造公司发现可以用氨作为燃料电池的燃料。其总反应式为4NH3+3O2= 2N2+6H2O,正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e—=4OH—,则负极上的电极反应式为    ▲   。

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【仪器与试剂】酸度计、50 mL碱式滴定管、100mL烧杯、 0.10 mol·L-1 氨水

【实验数据】(不必填表格)

烧杯号

V氨水 (mL)

V水(mL)

c (NH3·H2O) (mol·L-1)

c(OH-)

Kb

α

1

50.00

0.00

 

1.34×10-3

 

 

2

25.00

25.00

 

9.48×10-4

 

 

3

5.00

45.00

 

4.24×10-4

 

 

请根据以上信息回答下述问题:                     

(1)25℃时,氨水的电离常数:Kb    ▲    ,通过计算所得的数据和简洁的文字说明电离常数、电离度与弱电解质的初始浓度的关系    ▲    。

(2)用0.10mol·L—1盐酸分别滴定20.00mL0.10mol·L—1的NaOH溶液和20.00mL0.10mol·L—1

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    4NH3(g)+3O2(g)= 2N2(g)+6H2O(l)    △H1                               ①

4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(l)   △H2                ②

4NH3(g)+6NO(g)= 5N2(g)+6H2O(l)   △H3                                ③

请写出上述三个反应中△H1、△H2、△H3三者之间关系的表达式,△H1=    ▲    。

(4)Allis-Chalmers制造公司发现可以用氨作为燃料电池的燃料。其总反应式为4NH3+3O2= 2N2+6H2O,正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e—=4OH—,则负极上的电极反应式为     ▲    。

 

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