Question

14．（NH₄）₂SO₄俗稱硫銨，常用作氮肥和化工原料．查閱資料發(fā)現(xiàn)（NH₄）₂SO₄在260℃和400℃時分解產(chǎn)物不同．現(xiàn)選用下圖所示裝置進(jìn)行實驗（夾持和加熱裝置略）對其分解產(chǎn)物進(jìn)行實驗探究．

（1）連接裝置A-B-C-D，檢查氣密性，按圖示加入試劑（裝置B盛0.5000mol/L鹽酸 70.00mL）通入N₂排盡空氣后，于260℃加熱裝置A一段時間，停止加熱，冷卻，停止通入N₂．品紅溶液不褪色．取下裝置B，加入指示利．用0.2000mol/LNaOH溶液滴定剩余鹽酸，終點時消耗NaOH溶液25.00mL，經(jīng)檢驗滴定后的溶液中無SO₄^2-
①儀器X的名稱是圓底燒瓶；實驗中開始加熱后還要繼續(xù)通入氮氣的目的是將A中產(chǎn)生的氣體全部排出，被后面裝置中的試劑吸收．品紅溶液不褪色和滴定后B的溶液中無SO₄^2-，說明該條件下硫銨的分解產(chǎn)物除了NH₃外還有H₂SO₄．
②滴定前，要排盡滴定管尖嘴的氣泡，其操作方法為大拇指和食指的指尖擠壓玻璃球，并將尖嘴部分向上翹起．通過滴定測得裝置B內(nèi)溶液吸收NH₃的物質(zhì)的量是0.03mol．
（2）連接裝置A-D-B，檢查氣密性．按圖示重新加入試劑；通入N₂排盡空氣后，于400℃加熱裝置A至（NH₄）₂SO₄完全分解無殘留物．停止加熱，冷卻．停止通入N₂，觀察到裝置A、D之間的導(dǎo)氣管內(nèi)有少量白色固體．經(jīng)檢驗，該白色固體和裝置D內(nèi)溶液中有SO₃^2-無SO₄^2-．進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物．
①若用HNO₃酸化的Ba（NO₃）₂ 檢驗裝置D內(nèi)溶液中是否存在SO₃^2-，是否合理，理由是不合理，因為無論溶液中存在SO₃^2- 還是SO₄^2- 均會產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象；
②（NH₄）₂SO₄在400℃分解的化學(xué)方程是3（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$4NH₃↑+3SO₂↑+6H₂O↑+N₂↑，單位物質(zhì)的量的硫銨完全分解轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol．

Answer 1

分析 （1）①儀器X為圓底燒瓶；排盡裝置中生成的氣體，以便被充分吸收；品紅溶液不褪色和滴定后B的溶液中無SO₄^2-，說明該條件下硫銨的分解產(chǎn)物除了NH₃外還有生成硫酸；
②滴定前，要排盡滴定管尖嘴的氣泡的操作方法為：大拇指和食指的指尖擠壓玻璃球，并將尖嘴部分向上翹起；
根據(jù)消耗氫氧化鈉計算B裝置中剩余的HCl，參加反應(yīng)的HCl吸收分解生成的NH₃，發(fā)生反應(yīng)：NH₃+HCl=NH₄Cl，進(jìn)而計算吸收NH₃的物質(zhì)的量，
（2）①硝酸具有強氧化性，可以將亞硫酸根氧化為硫酸根，無論是否含有亞硫酸根，再加入硝酸鋇溶液得到得到白色沉淀；
②裝置D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，說明分解生成SO₂，裝置A、D之間的導(dǎo)氣管內(nèi)有少量白色固體，白色固體應(yīng)是二氧化硫、氨氣與水形成的鹽，裝置B內(nèi)溶液吸收的氣體是氨氣，（NH₄）₂SO₄在400℃分解時，有NH₃、SO₂、H₂O生成，S元素化合價降低，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，只能為N元素化合價升高，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物，說明生成N₂．

解答 解：（1）①由儀器的結(jié)構(gòu)特征可知，儀器X為圓底燒瓶；通入氮氣的目的是：將A中產(chǎn)生的氣體全部排出，被后面裝置中的試劑吸收；品紅溶液不褪色和滴定后B的溶液中無SO₄^2-，說明該條件下硫銨的分解產(chǎn)物除了NH₃外還有生成硫酸，
故答案為：圓底燒瓶；將A中產(chǎn)生的氣體全部排出，被后面裝置中的試劑吸收；H₂SO₄；
②滴定前，要排盡滴定管尖嘴的氣泡的操作方法為：大拇指和食指的指尖擠壓玻璃球，并將尖嘴部分向上翹起；
滴定剩余鹽酸，終點時消耗NaOH為0.025L×0.2mol/L=0.005mol，故剩余HCl為0.005mol，則參加反應(yīng)的HCl為0.07L×0.5mol/L-0.005mol=0.03mol，參加反應(yīng)的HCl吸收分解生成的NH₃，發(fā)生反應(yīng)：NH₃+HCl=NH₄Cl，故吸收NH₃的物質(zhì)的量為0.03mol，
故答案為：大拇指和食指的指尖擠壓玻璃球，并將尖嘴部分向上翹起；0.03；
（2）①硝酸具有強氧化性，可以將亞硫酸根氧化為硫酸根，無論是否含有亞硫酸根，再加入硝酸鋇溶液得到得到白色沉淀，故實驗方案不合理，
故答案為：不合理，因為無論溶液中存在SO₃^2- 還是SO₄^2- 均會產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象；
②裝置D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，說明分解生成SO₂，裝置A、D之間的導(dǎo)氣管內(nèi)有少量白色固體，白色固體應(yīng)是二氧化硫、氨氣與水形成的鹽，裝置B內(nèi)溶液吸收的氣體是氨氣，（NH₄）₂SO₄在400℃分解時，有NH₃、SO₂、H₂O生成，S元素化合價降低，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，只能為N元素化合價升高，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物，說明生成N₂，分解反應(yīng)方程式為：3（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$4NH₃↑+3SO₂↑+6H₂O↑+N₂↑，單位物質(zhì)的量的硫銨完全分解生成二氧化硫為1mol，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol×（6-4）=2mol，
故答案為：3（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$4NH₃↑+3SO₂↑+6H₂O↑+N₂↑；2mol．

點評 本題考查化學(xué)實驗，涉及化學(xué)儀器、滴定操作、實驗方案設(shè)計、化學(xué)計算、物質(zhì)推斷、化學(xué)方程式書寫等，是對學(xué)生綜合能力的考查，較好的考查學(xué)生分析推理能力、知識遷移運用能力難度中等．