Question

4．氯化銨是一種重要化工原料，也是一種常用的氨肥．
（1）氯化銨作為化肥時不宜與草木灰（主要成分K₂CO₃）混用．其原因是氯化銨與碳酸鉀發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)生成氨氣，會降低肥效．
（2）熱的濃氯化銨溶液可以清洗鐵器表面銹跡，寫出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式：6NH₄⁺+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2Fe³⁺+6NH₃↑+3H₂O．
（3）常溫下，在20mLamol．L^-1氨水中滴加加20mLbmol．L^-1HCl溶液恰好至溶液呈中性．計(jì)算常溫下，NH₃．H₂O的電離常數(shù)K_b=$\frac{a}{a-b}$×10^-7mol/L（用含a，b的精確代數(shù)式表示）
（4）為了探究外界條件對氯化銨水解平衡的影響，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：

實(shí)驗(yàn)序號	c（NH4Cl）/mol．L-1	溫度/℃	待測物理量	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
Ⅰ	0.5	30	x	-
Ⅱ	1.5	i	y	探究濃度對氯化銨水解平衡的影響
Ⅲ	0.5	35	z	ii
Ⅳ	2.0	40	m	探究溫度、濃度同時對氯化銨水解平衡的影響

限選藥品和儀器：恒溫水浴、pH計(jì)、燒杯、0.1mol．L^-1硝酸銀溶液、蒸餾水和各種濃度的NH₄Cl溶液．
①實(shí)驗(yàn)中，“待測物理量”是溶液的pH．
②i=30；ii：探究溫度對氯化銨水解平衡的影響．
③上述表格中，y＞（填“＞”“＜”或“=”）m．

Answer 1

分析 （1）氯化銨水解顯酸性，K₂CO₃水解顯堿性，二者相互促進(jìn)水解；
（2）氯化銨水解生成一水合氨和鹽酸，鹽酸與氧化鐵反應(yīng)生成氯化鐵；
（3）中性溶液中存在c（H⁺）=c（OH^-），常溫下c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7 mol/L；根據(jù)電荷守恒c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-）可知：c（NH₄⁺）=c（Cl^-），混合后溶液體積增大一倍，所以溶液中c（Cl^-）=0.5bmol/L，c（NH₃•H₂O）=0.5amol/L-c（NH₄⁺）=0.5amol/L-0.5bmol/L，最后根據(jù)K_b=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$進(jìn)行計(jì)算；
（4）①由提供的藥品和儀器可知，只能測定溶液的pH；
②探究濃度對氯化銨水解平衡的影響，則溫度必須相同；實(shí)驗(yàn)I與實(shí)驗(yàn)III濃度相同，溫度不同；
③溫度越高，濃度越大，溶液的酸性越強(qiáng)．

解答 解：（1）氯化銨水解顯酸性，K₂CO₃水解顯堿性，二者相互促進(jìn)水解的反應(yīng)，使銨態(tài)氮肥反應(yīng)放出氨氣，會降低肥效；
故答案為：氯化銨與碳酸鉀發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)生成氨氣，會降低肥效；
（2）氯化銨水解生成一水合氨和鹽酸，鹽酸與氧化鐵反應(yīng)生成氯化鐵，其反應(yīng)的離子方程式為：6NH₄⁺+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2Fe³⁺+6NH₃↑+3H₂O；
故答案為：6NH₄⁺+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2Fe³⁺+6NH₃↑+3H₂O；
（3）混合液為中性，則c（H⁺）=c（OH^-），在常溫下c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7 mol/L；
根據(jù)電荷守恒c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-）可知：c（NH₄⁺）=c（Cl^-），混合后溶液體積增大一倍，則溶液中c（Cl^-）=c（NH₄⁺）=0.5bmol/L，
所以混合液中c（NH₃•H₂O）=0.5amol/L-c（NH₄⁺）=0.5amol/L-0.5bmol/L，
所以常溫下NH₃•H₂O的電離常數(shù)K_b=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{0.5a×1{0}^{-7}}{0.5a-0.5b}$=$\frac{a}{a-b}$×10^-7mol/L，
故答案為：$\frac{a}{a-b}$×10^-7mol/L；
（4）①由提供的藥品和儀器可知，pH計(jì)用于準(zhǔn)確的測定溶液的pH，所以待測物理量是溶液的pH；
故答案為：溶液的pH；
②探究濃度對氯化銨水解平衡的影響，則溫度必須相同，所以實(shí)驗(yàn)II的溫度與實(shí)驗(yàn)I相同，即為30℃；實(shí)驗(yàn)I與實(shí)驗(yàn)III濃度相同，溫度不同，所以實(shí)驗(yàn)III是探究溫度對氯化銨水解平衡的影響；
故答案為：探究溫度對氯化銨水解平衡的影響；
故答案為：30；
③水解反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，溫度越高促進(jìn)水解，氫離子濃度增大，濃度越高，水解生成的氫離子濃度越大，則溶液的酸性越強(qiáng)，已知實(shí)驗(yàn)IV的濃度大、溫度高，所以IV的pH小，即y＞m；
故答案為：＞．

點(diǎn)評 本題考查了鹽的水解原理的應(yīng)用、電離常數(shù)的計(jì)算、外界條件對氯化銨水解平衡的影響等，題目涉及的知識點(diǎn)較多，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力，注意把握探究外界條件對水解平衡的影響的方法．