Question

某同學為了檢驗家里購買的硫酸銨化肥是否合格，他稱取27.5 g化肥樣品與足量濃燒堿溶液加熱，產(chǎn)生的氨氣用100.0g廢硫酸吸收。測得吸收氨氣的溶液總質(zhì)量m與反應時間t的變化如圖所示。所涉及的反應為：
(NH₄)₂SO₄+2NaOHNa₂SO₄+2H₂O+2NH₃↑； 2NH₃+H₂SO₄ ==(NH₄)₂SO₄。

請計算：
（1）完全反應后產(chǎn)生氨氣      g。
（2）該化肥的含氮量為        （精確到0.1%），則這種化肥屬于          (填：“合格”或“不合格”。合格硫酸銨含氮量為20%以上)產(chǎn)品。
（3）請計算廢硫酸中硫酸的質(zhì)量分數(shù)（寫出計算過程）。
（4）若實驗過程中氨氣被完全吸收，但該實驗測得硫酸銨化肥的含氮量高于實際值，其原因是                                                                 。

Answer 1

（1）6.8g （2）20.4%   合格 （3）19.6%
（4）加熱反應產(chǎn)生的水蒸汽被廢硫酸吸收，則所測吸收液質(zhì)量比只吸收氨氣大。

解析試題分析：（1）根據(jù)圖示中廢硫酸溶液吸收氨氣后的質(zhì)量變化，可求出產(chǎn)生氨氣的質(zhì)量=106.8g-100g=6.8g。
（2）由反應產(chǎn)生的氨氣的質(zhì)量，結合質(zhì)量守恒定律，可計算出該化肥中的含氮量，從而判定出該產(chǎn)品是否合格。即氨氣中氮元素的質(zhì)量=6.8g××100%=5.6g，也就是說該化肥含氮元素的質(zhì)量即為5.6g，所以該化肥的含氮量= ×100%=20.4%，在20%以上，則為合格產(chǎn)品。
（3）利用氨氣的質(zhì)量，根據(jù)硫酸與氨氣反應的化學方程式,可計算出參加反應的硫酸的質(zhì)量，從而求出硫酸的質(zhì)量分數(shù)。
解：設廢硫酸中純硫酸的質(zhì)量為x 。
2NH₃  +  H₂SO₄  = (NH₄)₂SO₄
34        98
6.8g     x
34：98=6.8g：x
解得x=19.6g
所以H₂SO₄%=×100%="19.6%"
答：廢硫酸中硫酸的質(zhì)量分數(shù)為19.6%。
（4）由于本題是通過硫酸溶液吸收氨氣前后的質(zhì)量變化來確定氨氣的質(zhì)量，進而確定氮元素的質(zhì)量的，而由于反應中要加熱，故會產(chǎn)生水蒸氣，所以廢硫酸溶液也會吸收水蒸氣，則導致反應前后的質(zhì)量差值大于實際質(zhì)量差值，從而使含氮量高于實際值。
考點：元素的質(zhì)量分數(shù)計算，質(zhì)量守恒定律的應用，根據(jù)化學反應方程式的計算，溶液的組成及溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的計算
點評：此題是關于化學方程式及溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的計算題，主要是利用圖表及反應方程式來分析和解決化學計算中的有關問題，要求學生有較強的識圖能力和數(shù)據(jù)分析能力，解題的關鍵是找出相關的化學反應，并依據(jù)已知量對未知的應求量進行求解計算，解題要規(guī)范。