Question

19．现有25℃时0.1mol/L的氨水，请回答下列问题：
（1）若向氨水中加入稀硫酸，使其恰好完全中和，写出反应的离子方程式：NH₃•H₂O+H⁺═NH₄⁺+H₂O；所得溶液的pH＜7（填“＞”、“＜”或“=”），用离子方程式表示其原因：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；根据所得溶液的物料守衡关系，将下列等式补充完整，c（SO₄^2-）=$\frac{1}{2}$[c（NH₄⁺）+c（NH₃•H₂O）]．
（2）若向氨水中加入稀硫酸至溶液的pH=7，此时c（NH₄⁺）=a mol/L，则c（SO₄^2-）=$\frac{a}{2}$ mol•L^-1．
（3）若向氨水中加入pH=1的硫酸，且氨水与硫酸的体积比为1：1，则所得溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 （1）硫酸和氨水反应生成硫酸铵和水，硫酸铵是强酸弱碱盐水解而使其溶液呈酸性；由物料守恒可知，c（SO₄^2-）是氨的总浓度的一半；
（2）根据溶液中阴阳离子所带电荷相等确定硫酸根离子浓度；
（3）若向氨水中加入pH=1的硫酸，且氨水与硫酸的体积比为1：1，则二者恰好反应生成硫酸铵，硫酸铵是强酸弱碱盐，其溶液呈酸性，结合电荷守恒判断离子浓度大小顺序．

解答 解：（1）硫酸和氨水反应生成硫酸铵和水，离子反应方程式为NH₃．H₂O+H⁺=NH₄⁺+H₂O，硫酸铵是强酸弱碱盐水解而使其溶液呈酸性，水解方程式为：NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺；由物料守恒可知，c（SO₄^2-）是氨的总浓度的一半，即c（SO₄^2-）=$\frac{1}{2}$[c（NH₄⁺）+c（NH₃•H₂O）]；
故答案为：NH₃•H₂O+H⁺=NH₄⁺+H₂O；＜；NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺；$\frac{1}{2}$[c（NH₄⁺）+c（NH₃•H₂O）]；
（2）溶液呈中性，则溶液中c（H⁺）=c（OH^-），溶液呈电中性，溶液中存在电荷守恒c（NH₄⁺）+c（H⁺）=2c（SO₄^2- ）+c（OH^-），所以c（SO₄^2- ）=0.5c（NH₄⁺）=$\frac{a}{2}$mol/l；
故答案为：$\frac{a}{2}$ mol•L^-1；
（3）若向氨水中加入pH=1的硫酸，且氨水与硫酸的体积比为1：1，则二者恰好反应生成硫酸铵，硫酸铵为强酸弱碱盐，铵根离子水解而使其溶液呈酸性，pH＜7，水解离子方程式为NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，溶液呈酸性则c（H⁺）＞c（OH^-），溶液中存在电荷守恒c（H⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）+c（OH^-），所以 c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-），铵根离子水解程度较小，所以c（SO₄^2-）＞c（H⁺），则离子浓度大小顺序是 c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

点评 本题考查了弱电解质的电离，明确弱电解质电离特点是解本题关键，弱电解质的电离常常与离子浓度大小比较、酸碱混合溶液定性判断联合考查，结合物料守恒和电荷守恒解答即可，难度中等．