Question

6．某氮肥硫酸銨中混有硫酸氫氨．為測(cè)定該氮肥的含氮量，一化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組一定量氮肥樣品，研磨使其混合均勻，備用．已知：
a．氫氧化鈉少量時(shí)：2NH₄HSO₄+2NaOH=（NH₄）₂SO₄+Na₂SO₄+2H₂O
b．氫氧化鈉過(guò)量時(shí)：NH₄HSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+NH₃↑+2H₂O
c．四氯化碳是一種不溶于水和酸的有機(jī)溶劑，密度大于硫酸，氨氣不溶于有四氯化碳．
d．堿石灰是氫氧化鈉和氫氧化鈣的固體混合物．
（1）同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題．
①裝置中堿石灰的作用是干燥氨氣．
②廣口瓶?jī)?nèi)四氯化碳的作用是防止液體倒吸．若不用四氯化碳只用稀硫酸吸收，裝置可以如何改進(jìn)導(dǎo)管最下端加倒置的漏斗．
③指導(dǎo)老師指出，用該裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即使氫氧化鈉足量且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)氨氣外泄，測(cè)得的樣品含氮量仍將偏低，其原因可能是殘留在發(fā)生裝置里的氨氣沒(méi)有被稀硫酸吸收．
（2）同學(xué)們改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置后（改進(jìn)裝置圖略），進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．稱取不同質(zhì)量的上述樣品分別與40g相同濃度的氫氧化鈉溶液相混合，完全溶解后，加熱充分反應(yīng)（此溫度下銨鹽不分解），并使生成的氨氣全部被稀硫酸吸收，測(cè)得氨氣的質(zhì)量．部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

氫氧化鈉溶液體積/mL	40.00
樣品質(zhì)量/g	7.750	15.50	23.25
氨氣質(zhì)量/g	1.870	1.870	1.700

請(qǐng)計(jì)算：樣品中的氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是19.87%．

Answer 1

分析 （1）堿石灰可以用來(lái)干燥氨氣；
廣口瓶?jī)?nèi)四氯化碳的作用是防止液體倒吸；
若不用四氯化碳只用稀硫酸吸收，可以在導(dǎo)管最下端加倒置的漏斗；
反應(yīng)生成的氨氣一部分殘留在實(shí)驗(yàn)裝置中；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，加入7.750g樣品和加入15.50g樣品時(shí)，生成的氨氣質(zhì)量相等，說(shuō)明加入7.750g樣品時(shí)氫氧化鈉過(guò)量，樣品中的氮元素都轉(zhuǎn)化成了氨氣．

解答 解：（1）①裝置中堿石灰的作用是干燥氨氣．
故填：干燥氨氣．
②廣口瓶?jī)?nèi)四氯化碳的作用是防止液體倒吸；
若不用四氯化碳只用稀硫酸吸收，可以在導(dǎo)管最下端加倒置的漏斗．
故填：防止液體倒吸；導(dǎo)管最下端加倒置的漏斗．
③其原因可能是殘留在發(fā)生裝置里的氨氣沒(méi)有被稀硫酸吸收．
故填：殘留在發(fā)生裝置里的氨氣沒(méi)有被稀硫酸吸收．
（2）反應(yīng)生成氨氣質(zhì)量是1.870g，氨氣中氮元素質(zhì)量為：1.870g×$\frac{14}{17}$×100%=1.54g，
樣品中的氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：$\frac{1.54g}{7.750g}$×100%=19.87%．
故填：19.87．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．