Question

3．現(xiàn)代傳感信息技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有廣泛的應(yīng)用．某小組用傳感技術(shù)測(cè)定噴泉實(shí)驗(yàn)中的壓強(qiáng)變化來認(rèn)識(shí)噴泉實(shí)驗(yàn)的原理（如圖1所示），并測(cè)定電離平衡常數(shù)K_b．

（1）實(shí)驗(yàn)室可用濃氨水和X固體制取NH₃，X固體可以是C．
A．無水氯化鈣    B．五氧化二磷    C．堿石灰
（2）關(guān)閉a，將帶有裝滿水的膠頭滴管的橡皮塞塞緊c口，打開b，擠壓膠頭滴管使水進(jìn)入燒瓶，引發(fā)噴泉實(shí)驗(yàn)，電腦繪制三頸瓶?jī)?nèi)氣壓變化曲線如圖2所示．圖2中C點(diǎn)時(shí)噴泉最劇烈．
（3）從三頸瓶中用堿式滴定管（填儀器名稱）量取20.00mL氨水至錐形瓶中，用0.05000mol/L HC1滴定．
（4）用pH計(jì)采集數(shù)據(jù)、電腦繪制滴定曲線如圖3所示．據(jù)圖3計(jì)算，當(dāng)pH=11.0時(shí)，NH₃•H₂O電離平衡常數(shù)K_b近似值，K_b=1.8×10^-5．

Answer 1

分析 （1）濃氨水易揮發(fā)，生石灰、堿石灰溶于水與水反應(yīng)放出大量的熱，能夠促進(jìn)氨氣的逸出；
（2）依據(jù)噴泉實(shí)驗(yàn)原理結(jié)合氨氣極易溶于水的性質(zhì)解答；三頸瓶?jī)?nèi)氣體與外界大氣壓壓強(qiáng)之差越大，其噴泉越劇烈；
（3）氨水顯堿性，依據(jù)滴定管構(gòu)造選擇合適的儀器；
（4）依據(jù)中和滴定計(jì)算氨水的物質(zhì)的量濃度，弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)Kb=$\frac{C（O{H}^{-}）•C（N{{H}_{4}}^{+}）}{C（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$；pH=11的氨水中c（OH^-）=0.001mol/L，c（OH^-）≈c（NH₄⁺）=0.001mol/L，結(jié)合氨水的物質(zhì)的量濃度計(jì)算NH₃•H₂O電離平衡常數(shù)K_b．

解答 解：（1）濃氨水易揮發(fā)，生石灰、堿石灰溶于水與水反應(yīng)放出大量的熱，能夠促進(jìn)氨氣的逸出，而無水氯化鈣、五氧化二磷都能夠與氨氣反應(yīng)，所以不能用來制氨氣；
故答案為：C；
（2）要形成噴泉實(shí)驗(yàn)，應(yīng)使瓶?jī)?nèi)外形成負(fù)壓差，而氨氣極易溶于水，所以打開b，擠壓膠頭滴管使水進(jìn)入燒瓶，氨氣溶于水，使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)降低，形成噴泉；三頸瓶?jī)?nèi)氣體與外界大氣壓壓強(qiáng)之差越大，其反應(yīng)速率越快，C點(diǎn)壓強(qiáng)最小、大氣壓不變，所以大氣壓和C點(diǎn)壓強(qiáng)差最大，則噴泉越劇烈，
故答案為：打開b，擠壓膠頭滴管使水進(jìn)入燒瓶；C；
（3）氨水顯堿性，量取堿性溶液，應(yīng)選擇堿式滴定管；
故答案為：堿式滴定管；
（4）設(shè)氨水的物質(zhì)的量濃度為C，則：C×20mL=0.05000mol/L×22.40mL，解得C（NH₃•H₂O）=0.056mol/L，弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)K_b=$\frac{C（O{H}^{-}）•C（N{{H}_{4}}^{+}）}{C（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$，pH=11的氨水中c（OH^-）=0.001mol/L，c（OH^-）≈c（NH₄⁺）=0.001mol/L，則：K_b=$\frac{C（O{H}^{-}）•C（N{{H}_{4}}^{+}）}{C（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{0.001×0.001}{0.056}$=1.8×10^-5；
故答案為：1.8×10^-5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氨氣的制備和噴泉實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、電離常數(shù)的計(jì)算，明確噴泉實(shí)驗(yàn)原理和氨氣的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，注意電離平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫，題目難度中等．