碱与铵盐反应的热效应及实验选择
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增大字体由于反应过程中有水生成，形成的新盐会部分溶解，因此“新盐的生成”这一子过程的热效应只起到部分的作用（形成BaSO4和CaSO4除外）。上述计算表明，用碱与铵盐反应作为吸热反应的演示实验或学生实验时，应该选择Ba(OH)2•8H2O或Ca(OH)2与NH4NO3或NH4Cl反应。
但是，由于NH4NO3在研磨过程中较易分解，NH4NO3=△=N2O+2H2O，NH4NO3=573K=N2+1/2O2+2H2O，甚至会发生爆炸，因此在这一实验中不宜使用NH4NO3。另外，Ba2+有毒，实验中会产生大量污染物，因此也有必要杜绝大量使用Ba(OH)2•8H2O的做法，或将Ba2+转化为唯一无毒的钡盐BaSO4，即选择(NH4)2SO4与Ba(OH)2•8H2O反应。
3 实验验证
根据以上分析，笔者选择了下列四组实验（表3）并得到如下结果（表4）：
表3 碱与铵盐反应的药品选择
|
药品选择 |
n(OH-)/mol |
n(NH4+)/mol |
m(碱)/g |
m(铵盐)/g |
|
Ba(OH)2•8H2O和NH4Cl |
0.05 |
0.05 |
7.875 |
2.675 |
|
Ba(OH)2•8H2O和(NH4)2SO4 |
0.05 |
0.05 |
7.875 |
3.30 |
|
Ca(OH)2和NH4Cl |
0.05 |
0.05 |
1.85 |
2.675 |
|
Ca(OH)2[事先湿润]和NH4Cl |
0.05 |
0.05 |
1.85 |
2.675 |
表4 碱与铵盐反应的温度变化记录（单位：℃）
|
实验时间 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Ba(OH)2•8H2O和NH4Cl |
21.2 |
10.9 |
-28.0 |
-26.3 |
-19.3 |
-14.4 |
-9.5 |
-5.0 |
-2.2 |
0.1 |
|
Ca(OH)2和NH4Cl |
21.2 |
20.8 |
20.6 |
20.6 |
20.4 |
20.7 |
20.7 |
20.4 |
20.3 |
20.5 |
|
Ba(OH)2•8H2O和(NH4)2SO4 |
21.2 |
21.7 |
22.2 |
22.8 |
22.9 |
23.5 |
22.5 |
22.2 |
22.2 |
22.1 |
|
Ca(OH)2[事先湿润]和NH4Cl |
21.2 |
17.9 |
13.1 |
12.9 |
13.8 |
14.1 |
14.7 |
15.0 |
15.5 |
15.6 |
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