Question

【題目】為探究氮的化合物相關性質，設計了如下實驗，請你一起完成相關的探究過程。

（1）將一定量的氨氣通入水中并配成1.00L溶液，取20.00mL的該溶液與0.100mol/L的HCl溶液進行中和滴定，為了準確判定終點，應在錐形瓶中加入2-3滴________作指示劑，滴定結果如下表：

實驗次數	氨水用量（mL）	鹽酸初始讀數（mL）	鹽酸最終讀數（mL）
第1次實驗	20.00	0	20.10
第2次實驗	20.00	1.10	21.00
第3次實驗	20.00	0.20	22.20

根據以上滴定結果，測得氨水的物質的量濃度是_________，恰好中和時溶液呈____性（填“酸”或“堿”），用離子方程式解釋其原因_______________________________________。

（2）如將干燥的氨氣通入裝有灼熱氧化銅的玻璃管，發生反應生成兩種單質，試寫出該反應的化學方程式：___________________________________________。該反應中氨氣表現出__________性 （填“氧化”或“還原”）

（3）NH4NO3是農業生產中常用的一種化肥，但大量使用易造成水體中氮含量超標而導致水體富營養化，使水體發黑發臭，現用如圖裝置對水中的銨根及硝酸根進行處理形成無污染的物質。NO3－在______（填 “陰極”或“陽極”或“正極”或“負極”）反應，該電極反應方程式為：___________________________________。

Answer 1

【答案】 甲基橙 0.100mol/L 酸 NH4++H2ONH3H2O+H+ 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O 還原 陰極 2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O

【解析】⑴.用HCl溶液滴定氨水，恰好達到滴定終點時，所得溶液為氯化銨溶液，因銨根離子水解使溶液顯酸性，故選擇的指示劑變色范圍應在酸性范圍，甲基橙的變色范圍是3.1～4.4，所以應選用甲基橙作指示劑；

因標準溶液的體積等于終止讀數減去起始讀數，則三次滴定消耗HCl標準液的體積分別為：20.10mL、19.9mL、22.0mL，因第三次滴定數據與前兩次偏差較大，故舍去，則消耗HCl標準液的體積為（20.10+19.9）mL÷2=20.0mL，根據NH3＋HCl=NH4Cl得n（NH3）=n（HCl）=0.02L×0.100mol/L=0.002mol，則c（NH3）=0.002mol÷0.02L=0.100mol/L；

恰好中和時得到的溶液是氯化銨溶液，因銨根離子水解NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋，使溶液顯酸性；

故答案為：甲基橙；0.100mol/L； 酸； NH4++H2ONH3H2O+H+；

⑵.將干燥的氨氣通入裝有灼熱氧化銅的玻璃管，發生反應生成兩種單質，則可判斷這兩種單質為銅和氮氣，反應的方程式是： 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O，在此反應中，氨氣中的氮元素化合價從-3價升高到0價，所以氨氣作還原劑，表現還原性，故答案為： 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O；還原；

⑶.用如圖裝置對水中的銨根及硝酸根進行處理，生成了無污染的物質，說明生成物為N2，NO3－生成N2時，氮元素的化合價從+5價降低到0價，說明NO3－發生了還原反應，則NO3－應在陰極反應，反應的方程式為：2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O，故答案為：陰極；2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O。