Question

愛動腦筋的小虎同學在用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗25題（3）實驗制得的氨氣時產(chǎn)生了疑問：是什么物質(zhì)使紅色石蕊試紙變色的呢？于是他想用干燥的氨氣和一朵干燥的紅色石蕊試紙做 成的小花完成這一探究．

【猜想與假設】猜想1：水使紅色石蕊變色；猜想2：氨氣使紅色石蕊變色； 猜想3：氨氣與水生成的新物質(zhì)使石蕊變色；
【實驗設計】
（1）小虎同學想了想，很快就推翻了猜想1，理由是

 

． 
（2）小虎同學設計了F裝置來完成對剩下的兩個猜想的驗證．為得到干燥的氨氣，小虎同學選擇了藥品

 

（選填“a．濃硫酸”“b．生石灰”）來干燥氨氣，該藥品盛放于

 

（填字母，在圖中G、H中選擇）裝置內(nèi)．于是小虎同學組裝了一整套裝置，順序為

 

→

 

→

 

（從A-E中選�。�，細心的小虎同學發(fā)現(xiàn)F裝置還不完整，請你幫他畫完整（氨氣從b導管進入）．

【實驗步驟】
（1）按上述順序連接好裝置，檢查裝置的氣密性．
（2）裝好藥品，

 

（填序號）
a．先將膠頭滴管內(nèi)的水擠到小花上，觀察現(xiàn)象；再加熱，向F中通入氨氣；
b．先加熱，向F中通入氨氣，觀察現(xiàn)象；再將膠頭滴管內(nèi)的水擠到小花上；
c．沒有先后順序之分；
【問題與結(jié)論】
（1）現(xiàn)象：小花在上述步驟（2）中“先…”操作后沒有變色，“再…”操作后變藍，證明猜想

 

是正確的．
（2）為了檢測某化肥的質(zhì)量，小虎同學稱取20 g（ NH₄）₂SO₄樣品（雜質(zhì)不含氮元素）與足量的氫氧化鈉混合后放入試管中加熱，充分反應后共收集到3.4 g氨氣．求這種化肥中 硫酸銨的質(zhì)量分數(shù)？樣品中氮元素的質(zhì)量是多少克？

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,氣體的干燥（除水）,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：科學探究

分析：【實驗設計】（1）根據(jù)信息小虎同學用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗氨氣分析；
（2）根據(jù)氨氣的水溶液顯堿性選擇干燥劑并選擇合適的儀器；
根據(jù)制取氨氣的藥品狀態(tài)和條件選擇發(fā)生裝置，依據(jù)氨氣的密度和溶解性選擇收集裝置，并按照要求選擇裝置順序；
【實驗步驟】根據(jù)實驗的目的分析：先通入氨氣，證明氨氣不能使試紙變色；再滴加水，證明氨氣與水生成的新物質(zhì)使石蕊變色；
【問題與結(jié)論】（1）根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論；
（2）根據(jù)題目所給的硫酸銨與氫氧化鈉反應的化學方程式，由產(chǎn)生氨氣的質(zhì)量計算樣品中硫酸銨的質(zhì)量，并計算出樣品中硫酸銨的質(zhì)量分數(shù)和氮元素的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：【實驗設計】（1）小虎同學用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗氨氣時沒有發(fā)現(xiàn)試紙變色，說明水不能使紅色石蕊變色；故填：紅色石蕊試紙用水濕潤后沒有變色；
（2）氨氣的水溶液顯堿性，因此不能用酸性干燥劑，故選擇生石灰，儀器是G；
制取氨氣是加熱氯化銨和氫氧化鈉，因此選擇固體加熱型的B裝置，氨氣易溶于水，密度比空氣小，因此采用向下排空氣法收集，因此選擇的裝置順序是B→G→E；故填：b．生石灰；G；B→G→E；
【實驗步驟】為了驗證猜想2和猜想3的正確性，應該先通入氨氣，證明氨氣不能使試紙變色；再滴加水，氨氣和水反應產(chǎn)生氨水，證明氨氣與水生成的新物質(zhì)使石蕊變色，因此選擇b；故填：b；
【問題與結(jié)論】（1）“先加熱，向F中通入氨氣”操作后沒有變色，說明氨氣不能使紅色石蕊變色；“再將膠頭滴管內(nèi)的水擠到小花上”操作后變藍，說明氨氣與水生成的新物質(zhì)使石蕊變色，從而證明猜想3正確；
故填：3；
（2）設樣品中硫酸銨的質(zhì)量為x
（NH₄）₂SO₄+2NaOH

△   .

Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O
  132                      34
  x                       3.4g

132

x

=

34

3.4g

x=13.2g
樣品中硫酸銨的質(zhì)量分數(shù)=

13.2g

20g

×100%=66%
13.2g（NH₄）₂SO₄中氮元素的質(zhì)量為：13.2g×

2×14

132

×100%=2.8g
答：這種化肥中硫酸銨的質(zhì)量分數(shù)是66%，氮元素的質(zhì)量2.8g．

點評：本題以實驗為主考查氨氣的化學性質(zhì)，是經(jīng)�？疾榈挠嘘P(guān)實驗方案的設計和對實驗方案的評價的題型，了解實驗探究物質(zhì)的性質(zhì)、變化規(guī)律、組成成分及含量的方法是解題的關(guān)鍵點．