Question

氨氣在工農(nóng)業(yè)以及國防科技中用途廣泛．
（1）肼（N₂H₄）廣泛用于火箭推進(jìn)劑、有機(jī)合成及電池燃料，NH₃ 和NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），該反應(yīng)中被還原與被氧化的原子個數(shù)之比為

 

，如果反應(yīng)中有4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，可得到肼

 

g．
（2）“氯胺（NH₂Cl ）消毒法”是在用液氯處理自來水的同時通入少量的氨氣，發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+NH₃═NH₂Cl+HCl，氯胺能用于消毒殺菌的原因是

 

（用化學(xué)方程式表示）
（3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，把22.4L NH₃溶于水中配成1.00L溶液，測得溶液中c（OH^-）和時間的圖象如圖：
①該溫度下氨水的電離平衡常數(shù)K=

 

；
②又知：在該溫度下，H₂CO₃ 的電離平衡常數(shù)K₃=2.6×10^-3、K₂=3.8×10^-10．現(xiàn)有該溫度下0.5mol?L^-1 的（NH₄）₂CO₃溶液，該溶液成

 

（填“酸”、“中”或“堿”）性，原因是

 

．該溶液中粒子之間有下列關(guān)系，你認(rèn)為正確的是

 

（填標(biāo)號）
A．c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）=0.5mol?L^-1
B．c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）+c（CO₃^2-）
C．c（NH₄⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（NH₃?H₂O）＞c（HCO₃^-）
D．c（NH₄⁺）+c（NH₃?H₂O）=2c（CO₃^2-）+2c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）
③在t₁時刻再加入H₂O配成2L溶液，于t₂時刻重新達(dá)到平衡，請在坐標(biāo)系中畫出t₁～t₂時間內(nèi) c（OH^-）隨時間變化的曲線．

Answer 1

考點：弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）根據(jù)得失電子守恒，結(jié)合原子守恒配平；依據(jù)得失電子計算即可；
（2）根據(jù)NH₂Cl能部分水解生成HClO而起到消毒殺菌的作用來回答判斷；
（3）①依據(jù)電離平衡常數(shù)概念列式計算；
②電離常數(shù)越小，對應(yīng)鹽的離子的水解程度越大；根據(jù)電荷守恒和物料守恒分析；
③氨水稀釋會促進(jìn)一水合氨的電離，體積變?yōu)樵瓉淼?倍，則氫氧根離子濃度減小為原來的一半，根據(jù)勒夏特列原理，最終氫氧根離子、銨根離子的濃度仍會減�。�

解答： 解：（1）NaClO和NH₃反應(yīng)生成N₂H₄、NaCl和水，N元素的化合價從-3價升高到-2價轉(zhuǎn)移1個電子，所以1個分子轉(zhuǎn)移2個電子；NaClO中Cl元素的化合價從+1價減低到-1價轉(zhuǎn)移2個電子，所以1個分子轉(zhuǎn)移2個電子；根據(jù)得失電子守恒配平計量數(shù)：NaClO為1，NH₃為2，再根據(jù)原子守恒平衡方程式為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，所以該反應(yīng)中被氧化的原子與被還原的原子物質(zhì)的量之比是2：1，如果反應(yīng)中有5mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，可得到肼：

5

2

×32=80g，
故答案為：2：1；80；
（2）根據(jù)題中的信息：NH₂Cl能部分水解生成HClO而起到消毒殺菌的作用，即氯胺能消毒殺菌的原因是NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO，
故答案為：NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO；
（3）①標(biāo)準(zhǔn)狀況下，把22.4L NH₃溶于水中配成1.00L溶液，則NH₃?H₂ON的濃度為1mol/L，測得溶液中OH^-濃度和時間的圖象中平衡狀態(tài)下氫氧根離子濃度為4×10^-3mol/L，平衡常數(shù)K=

c(NH4+)c(OH-)

c(NH3?H2O)

=

(4×10-3)2

1-4×10-3

=1.6×10^-5，故答案為：1.6×10^-5；
②又知：在該溫度下，H₂CO₃ 的電離平衡常數(shù)K₃=2.6×10^-3、K₂=3.8×10^-10，現(xiàn)有該溫度下0.5mol?L^-1 的（NH₄）₂CO₃溶液，H₂CO₃的第二電離常數(shù)比氨水的電離平衡常數(shù)，CO₃^2-水解程度大于NH₄⁺，CO₃^2-水解顯堿性，所以溶液顯堿性；
A．溶液中存在物料守恒，溶液中碳原子的物質(zhì)的量總濃度為0.5mol?L^-1，所以：c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）=0.5mol?L^-1，故A正確；
B．溶液中存在電荷守恒，則c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）+2c（CO₃^2-），故B錯誤；
C．CO₃^2-水解程度大于NH₄⁺，所以c（HCO₃^-）＞c（NH₃?H₂O），則c（NH₄⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（NH₃?H₂O），故C錯誤；
D．溶液中存在物料守恒，溶液中碳原子的物質(zhì)的量總濃度為0.5mol?L^-1，N原子的總物質(zhì)的量濃度為1mol?L^-1，則c（NH₄⁺）+c（NH₃?H₂O）=2c（CO₃^2-）+2c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃），故D正確；
故答案為：堿性；H₂CO₃的第二電離常數(shù)比氨水的電離平衡常數(shù)，CO₃^2-水解程度大于NH₄⁺，所以溶液顯堿性；AD；
③氨水稀釋會促進(jìn)一水合氨的電離，體積變?yōu)樵瓉淼?倍，則氫氧根離子濃度減小為原來的一半，根據(jù)勒夏特列原理，平衡正向移動，氫氧根離子、銨根離子濃度增大，但是最終氫氧根離子、銨根離子的濃度會小于原溶液的濃度，所以圖象的起點在0.01處，最大值在原圖象的下方，如圖，故答案為：．

點評：本題考查了弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽的水解原理的應(yīng)用、電離常數(shù)的計算和應(yīng)用、溶液中離子濃度大小比較等，題目涉及的知識點較多，側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力，題目難度中等．