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氨有着广泛的用途,如可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产.氨的水溶液中存在电离平衡,常用电离常数Kb和电离度α来定量表示其电离程度.Kb和α常用的测定方法:在一定温度时用酸度计测定一系列已知浓度氨水的pH,可得各浓度氨水对应的c(OH-),然后通过换算求得各对应的α值和Kb值.下面是某中学化学兴趣小组在25℃时测定一系列浓度氨水的pH所对应的c(OH-):[仪器与试剂]酸度计、50mL碱式滴定管、100mL烧杯、0.10mol?L-1氨水[实验数据](不必填表格)烧杯号V氨水(mL)V水(mL)c c(OH-)Kbα150.000.001.34×10-3225.0025.009.48×10-435.0045.004.24×10-4请根据以上信息回答下述问题:(1)25℃时,氨水的电离常数:Kb≈ ,通过计算所得的数据和简洁的文字说明电离常数、电离度与弱电解质的初始浓度的关系 (2)用0.10mol?L-1盐酸分别滴定20.00mL0.10mol?L-1的NaOH溶液和20.00mL0.10mol?L-1氨水所得的滴定曲线如下:请指出盐酸滴定氨水的曲线为 (填A或B),请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序 .(3)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视.它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势.氨在燃烧试验机中相关的反应有:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H1①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)△H2②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H3③请写出上述三个反应中△H1、△H2、△H3三者之间关系的表达式,△H1= .(4)Allis-Chalmers制造公司发现可以用氨作为燃料电池的燃料.其总反应式为4NH3+3O2=2N2+6H2O,正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,则负极上的电极反应式为 .试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
氨有着广泛的用途,如可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产.氨的水溶液中存在电离平衡,常用电离常数K
b
和电离度α来定量表示其电离程度.K
b
和α常用的测定方法:在一定温度时用酸度计测定一系列已知浓度氨水的pH,可得各浓度氨水对应的c(OH
-
),然后通过换算求得各对应的α值和K
b
值.
下面是某中学化学兴趣小组在25℃时测定一系列浓度氨水的pH所对应的c(OH
-
):
[仪器与试剂]酸度计、50mL碱式滴定管、100mL烧杯、0.10mol?L
-1
氨水
[实验数据](不必填表格)
烧杯号V
氨水
(mL)V
水
(mL)c c(OH
-
)K
b
α150.000.001.34×10
-3
225.0025.009.48×10
-4
35.0045.004.24×10
-4
请根据以上信息回答下述问题:
(1)25℃时,氨水的电离常数:K
b
≈
,通过计算所得的数据和简洁的文字说明电离常数、电离度与弱电解质的初始浓度的关系
(2)用0.10mol?L
-1
盐酸分别滴定20.00mL0.10mol?L
-1
的NaOH溶液和20.00mL0.10mol?L
-1
氨水所得的滴定曲线如下:
请指出盐酸滴定氨水的曲线为
(填A或B),请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序
.
(3)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视.它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势.氨在燃烧试验机中相关的反应有:
4NH
3
(g)+3O
2
(g)=2N
2
(g)+6H
2
O(l)△H
1
①
4NH
3
(g)+5O
2
(g)=4NO(g)+6H
2
O(l)△H
2
②
4NH
3
(g)+6NO(g)=5N
2
(g)+6H
2
O(l)△H
3
③
请写出上述三个反应中△H
1
、△H
2
、△H
3
三者之间关系的表达式,△H
1
=
.
(4)Allis-Chalmers制造公司发现可以用氨作为燃料电池的燃料.其总反应式为4NH
3
+3O
2
=2N
2
+6H
2
O,正极上的电极反应式为O
2
+
2H
2
O+4e
-
=4OH
-
,则负极上的电极反应式为
.
试题解答
见解析
(1)根据氨水电离生成等量的铵根离子和氢氧根离子,利用K
b
的计算式来计算,根据计算结果来说明电离平衡常数、电离度与初始浓度的关系;
(2)0.10mol?L
-1
的NaOH溶液的pH=13,由图象可知,A为盐酸滴定氢氧化钠的曲线,则B为盐酸滴定氨水的曲线,曲线a点溶液为氯化铵和氨水的混合溶液,溶液显碱性,
c(OH
-
)>c(H
+
),再由电荷守恒来分析离子浓度的关系;
(3)利用已知的反应及盖斯定律来分析三个反应中△H
1
、△H
2
、△H
3
三者之间关系;
(4)在保证电子守恒的前提下,利用总反应减去正极反应式可得负极反应式.
(1)由NH
3
?H
2
O═NH
4
+
+OH
-
,第一组实验中的K
b
=
=1.7956×10
-5
≈1.80×10
-5
,
第二组实验中的K
b
=
=1.797×10
-5
≈1.80×10
-5
,
第三组实验中的K
b
=
=1.797×10
-5
≈1.80×10
-5
,
三个实验中的电离度分别为
×100%=1.34%、
×100%=1.90%、
×100%=4.24%,显然电离平衡常数与初始浓度无关,电离度与初始浓度有关,且浓度越小,电离程度越大,故答案为:1.80×10
-5
;在三组实验中K
b
始终约等于1.80×10
-5
,说明电离平衡常数与初始浓度无关,而电离度分别为1.34%、1.90%、4.24%,说明电离度与初始浓度有关,且随着初始浓度减少而增大;
(2)由0.10mol?L
-1
的NaOH溶液的pH=13,由图象可知,A为盐酸滴定氢氧化钠的曲线,则B为盐酸滴定氨水的曲线,在曲线a点pH>7可知,溶液显碱性,c(OH
-
)>c(H
+
),再根据电荷守恒可知,c(Cl
-
)+c(OH
-
)=c(NH
4
+
)+c(H
+
),则c(NH
4
+
)>c(Cl
-
),电离产生氢氧根离子,则c(NH
4
+
)>c(Cl
-
)>c(OH
-
)>c(H
+
),
故答案为:B;c(NH
4
+
)>c(Cl
-
)>c(OH
-
)>c(H
+
);
(3)由反应4NH
3
(g)+3O
2
(g)=2N
2
(g)+6H
2
O(l)△H
1
①
4NH
3
(g)+5O
2
(g)=4NO(g)+6H
2
O(l)△H
2
②
4NH
3
(g???+6NO(g)=5N
2
(g)+6H
2
O(l)△H
3
③
则反应
可得到反应①,则△H
1
=
,故答案为:
;
(4)由总反应4NH
3
+3O
2
=2N
2
+6H
2
O,正极反应为O
2
+2H
2
O+4e
-
=4OH
-
,由电子守恒,则总反应除以2减去正极反应即可得负极反应式,负极反应式为2NH
3
+6OH
-
-6e
-
=N
2
+6H
2
O,
故答案为:2NH
3
+6OH
-
-6e
-
=N
2
+6H
2
O.
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解答题
高中
化学
电极反应和电池反应方程式
相关试题
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反应热和焓变
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燃烧热
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离子积常数
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水的电离
酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算
探究溶液的酸碱性
中和滴定
MBTS ©2010-2016
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