Question

10．常温下有浓度为0.1mol/L，体积为VL的氨水，向其中逐滴加入一定浓度的盐酸，得到如图的滴定曲线，其中d点时两种溶液恰好完全反应．根据图象回答下列问题：
（1）上述实验过程中离子浓度的大小顺序、对应溶质的化学式和溶液的pH如下表，请将表格补充完整：

离子浓度大小顺序	溶质化学式	溶液的pH
c （NH4+）＞c （OH-）＞c （CI-）＞c （H+）	①	＞7
②	③	=7
④	NH4Cl	⑤

（2）该温度时氨水的电离平衡常数K数值约为10^-5．滴定过程中所用盐酸的pH=1．
（3）若取该实验中恰好完全反应的d点溶液，向其中滴加0.1VL某浓度的氨水后溶液呈中性，依（2）中计算结果计算所滴加氨水的浓度为0.01 moI/L．

Answer 1

分析 （1）由图象可知，点b反应后溶液是NH₄C1与NH₃•H₂O物质的量之比为1：1的混合物，溶液呈碱性，说明NH₃•H₂O电离程度大于NH₄C1的水解程度，由电荷守恒可知：c（C1^-）+c（OH^-）=c（NH₄⁺）+c（H⁺），物料守恒为：2c（Cl^-）=c（NH₄⁺）+c（NH₃．H₂O），质子守恒为：2c（OH^-）+c（NH₃．H₂O）=c（NH₄⁺）+2c（H⁺）；由电荷守恒可知：c（C1^-）+c（OH^-）=c（NH₄⁺）+c（H⁺），由图象可知，点c pH=7，点d体积相同，则恰好完全反应生成NH₄Cl，利用盐的水解来分析溶液呈酸性，则c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；当NH₃•H₂O较多，滴入的 HCl较少时，生成NH₄C1少量，溶液中NH₃•H₂O浓度远大于NH₄C1浓度，可能出现；在d点，氨水和盐酸恰好完全反应，得到氯化铵溶液，显示酸性，据此回答．
（2）根据滴定前氨水中c（H⁺）=10^-11mol/L，利用水的离子积得c（OH^-）然后根据氨水的电离平衡常数的表达式进行计算；
（3）加入氨水后溶液呈中性，根据物料守恒得到答案．

解答 解：（1）由图象可知，点b反应后溶液是NH₄C1与NH₃•H₂O物质的量之比为1：1的混合物，溶液呈碱性，说明NH₃•H₂O电离程度大于NH₄C1的水解程度，由电荷守恒可知：c（C1^-）+c（OH^-）=c（NH₄⁺）+c（H⁺），物料守恒为：2c（Cl^-）=c（NH₄⁺）+c（NH₃．H₂O），质子守恒为：2c（OH^-）+c（NH₃．H₂O）=c（NH₄⁺）+2c（H⁺）；由电荷守恒可知：c（C1^-）+c（OH^-）=c（NH₄⁺）+c（H⁺），由图象可知，点c pH=7，点d体积相同，则恰好完全反应生成NH₄Cl，利用盐的水解来分析溶液呈酸性，则c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；当NH₃•H₂O较多，滴入的 HCl较少时，生成NH₄C1少量，溶液中NH₃•H₂O浓度远大于NH₄C1浓度，可能出现，在d点，氨水和盐酸恰好完全反应，得到氯化铵溶液，显示酸性，故答案为：

离子浓度大小顺序	溶质化学式	溶液的pH
	NH3•H2O、NH4Cl
c（NH4+）=c（Cl-）＞c（OH-）=c（H+）	NH3•H2O、NH4Cl
c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）		＜7

（2）氨水电离生成氢氧根离子和铵根离子，方程式为：NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-；根据滴定前氨水中c（H⁺）=10^-11mol/L，利用水的离子积得c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$mol/L=10^-3mol/L，c（NH₄⁺）=c（OH^-）=10^-3mol/L，氨水的电离平衡常数为：K=$\frac{1{0}^{-3}×1{0}^{-3}}{0.1}$=10^-5，在d点，氨水和盐酸恰好完全反应，得到氯化铵溶液，显示酸性，滴定过程中所用盐酸的浓度是0.1mol/L，pH=1；
故答案为：10^-5；1；
（3）向其中滴加AL某浓度的氨水后溶液呈中性，则溶液中c（Cl^-）=c（NH₄⁺）=$\frac{0.1V}{0.1V+2V}$mol/L，令加入氨水的浓度为amol/L，根据氮元素守恒可知，溶液中c（NH₃．H₂O）=（$\frac{0.1V+0.1a}{2.1V}$-$\frac{0.1V}{0.1V+2V}$）mol/L，由一水合氨的电离平衡常数可得：c（NH₄⁺）•c（OH^-）=K_b•c（NH₃．H₂O），所以 $\frac{0.1V}{1.2V}$×10^-7=10^-5×（$\frac{0.1V+0.1a}{2.1V}$-$\frac{0.1V}{0.1V+2V}$），解得a=0.01mol/L，
故答案为：0.01．

点评 本题考查了弱电解质的电离，涉及弱电解质溶液的稀释、酸碱混合溶液定性判断、电离平衡常数的计算等知识点，根据弱电解质的电离特点、溶液酸碱性结合元素守恒来分析解答，难点是（3）题，根据电荷守恒、元素守恒结合电离平衡常数解答，题目难度中等．