Question

18．（NH₄）₂SO₄是常見的化肥和化工原料，受熱易分解，在不同溫度時(shí)分解產(chǎn)物不同．某興趣小組擬探究其分解產(chǎn)物．
[實(shí)驗(yàn)探究]該小組擬選用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持和加熱裝置略）

實(shí)驗(yàn)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(shí)間，停止加熱，冷卻，停止通入N₂．品紅溶液不褪色，取下裝置B，加入指示劑，用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余鹽酸，終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH溶液25.00mL．經(jīng)檢驗(yàn)滴定后的溶液中無SO₄^2-．
（1）儀器X的名稱是錐形瓶．
（2）滴定前需要進(jìn)行下列操作，步驟中還少了一步e，寫出此步驟的過程（填橫線處），正確順序是dbaec（填字母編號）．
a．盛裝0.2000mol/L NaOH溶液    b．用0.2000mol/L NaOH溶液潤洗
c．讀數(shù)    d．查漏、清洗        e．排盡滴定尖嘴的氣泡并調(diào)整液面
（3）裝置B內(nèi)溶液吸收氣體的物質(zhì)的量是0.03mol
實(shí)驗(yàn)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(yàn)，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)物中無氮氧化物和氧氣．
（4）檢驗(yàn)裝置D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，無SO₄^2-的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是取少許D溶液于試管中，加入足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，再加入鹽酸，白色沉淀完全溶解，生成刺激性氣味的氣體，說明D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，無SO₄^2-
（5）實(shí)驗(yàn)1、2都生成的氣體是NH₃
（6）（NH₄）₂SO₄在400℃分解時(shí)氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比是：1：3．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)1：（1）儀器X為錐形瓶；
（2）滴定前，先檢查滴定管是否漏水，再進(jìn)行清洗，然后用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，再注入標(biāo)準(zhǔn)液，排盡滴定尖嘴的氣泡并調(diào)整液面，讀數(shù)、記錄，滴定前準(zhǔn)備完成；
（3）根據(jù)消耗氫氧化鈉計(jì)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(jì)算吸收NH₃的物質(zhì)的量，
實(shí)驗(yàn)2：（4）取D溶液于試管中，加入足量BaCl₂溶液，再加入鹽酸，白色沉淀完全溶解且生成刺激性氣味的氣體，說明D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，無SO₄^2-；
（5）實(shí)驗(yàn)1根據(jù)消耗氫氧化鈉計(jì)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(jì)算吸收NH₃的物質(zhì)的量，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，；
（6）由（5）中分析可知，（NH₄）₂SO₄在400℃分解時(shí)，有NH₃、SO₂、H₂O生成，S元素化合價(jià)降低，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，只能為N元素化合價(jià)升高，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物，說明生成N₂，配平書寫方程式，依據(jù)定量關(guān)系計(jì)算氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比．

解答 解：（1）由儀器X的結(jié)構(gòu)可知，X為錐形瓶，故答案為：錐形瓶；
（2）滴定前，先檢查滴定管是否漏水，再進(jìn)行清洗，然后用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，再注入標(biāo)準(zhǔn)液，排盡滴定尖嘴的氣泡并調(diào)整液面，讀數(shù)、記錄，滴定前準(zhǔn)備完成，故正確的順序?yàn)椋篸baec，
故答案為：dbaec；排盡滴定尖嘴的氣泡并調(diào)整液面；
（3）滴定剩余鹽酸，終點(diǎn)時(shí)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：0.03；
（4）檢查裝置D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，無SO₄^2-的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是：取少許D溶液于試管中，加入足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，再加入鹽酸，白色沉淀完全溶解，生成刺激性氣味的氣體，說明D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，無SO₄^2-，
故答案為：取少許D溶液于試管中，加入足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，再加入鹽酸，白色沉淀完全溶解，生成刺激性氣味的氣體，說明D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，無SO₄^2-；
（5）實(shí)驗(yàn)1中根據(jù)消耗氫氧化鈉計(jì)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，實(shí)驗(yàn)2中裝置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，實(shí)驗(yàn)1、2都生成的氣體是NH₃，
故答案為：NH₃；
（6）由（5）中分析可知，（NH₄）₂SO₄在400℃分解時(shí)，有NH₃、SO₂、H₂O生成，S元素化合價(jià)降低，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，只能為N元素化合價(jià)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↑，分解時(shí)氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比是1：3，
故答案為，1：3；

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)，涉及化學(xué)儀器、滴定操作、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、化學(xué)計(jì)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(yùn)用能力難度中等．