基于“物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化前后,組成反應(yīng)物和生成物的元素種類不變”原理,現(xiàn)代化學(xué)中提出了“綠色化學(xué)”的概念.“綠色化學(xué)”其中一方面指的就是將反應(yīng)物中的所有原子充分利用,使其都構(gòu)成所需的生成物,從而實(shí)現(xiàn)原子利用率為100%.著名的制堿專家侯德榜創(chuàng)造出的制堿新法——“聯(lián)合制堿法”,就滲透了“綠色化學(xué)”的思想.在侯氏聯(lián)合制堿法中,把氨氣通入飽和二氧化碳的水溶液中,即讓氨氣、二氧化碳和水共同作用,反應(yīng)只得到了一種化學(xué)肥料,把這種肥料再與氯化鈉反應(yīng),便能得到制造純堿的原料,大大提高了原料的利用率,降低了成本.

[提出問題]該種化學(xué)肥料是什么物質(zhì)?

[猜想假設(shè)]基于對“綠色化學(xué)”的理解,同學(xué)們對這種化學(xué)肥料進(jìn)行了猜想.請在猜想物質(zhì)的后面括號內(nèi)填寫相應(yīng)的化學(xué)式.

①碳酸銨[(NH4)2CO3];②碳酸氫銨[  ];③硫酸銨[  ];④硝酸銨[NH4NO3].

經(jīng)過同學(xué)們的討論,上述四種猜想中,明顯錯誤的兩種猜想是________(填序號),理由是分別是________.

[收集證據(jù)]為了確定該化學(xué)肥料到底是其他兩種情況中的哪一種,同學(xué)們通過上網(wǎng)查閱資料得知,該種化學(xué)肥料中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%~20%范圍之內(nèi).通過計算,同學(xué)們確定該化學(xué)肥料的組成.

[得出結(jié)論]化學(xué)肥料屬于________(填序號),該肥料中氮元素的化合價是________價.請寫出計算該化學(xué)肥料中氮元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算過程:ω(N)________;生成該化學(xué)肥料的化學(xué)反應(yīng)屬于________反應(yīng)(填“化合”或“分解”).

答案:
解析:

  答案:[猜想假設(shè)]②碳酸氫銨[NH4HCO3] ③硫酸銨[(NH4)2SO4]、、④ 反應(yīng)前后元素種類守恒,硫酸銨中含有S元素,而反應(yīng)物中沒有S元素,硝酸銨中只有N、H、O三種元素,沒有C元素[得出結(jié)論]③ -3 ω(N)=(14/79)×100%=17.7% 化合.

  解析:本題以侯德榜制堿過程中的一個化學(xué)反應(yīng)為探究背景,考查的主要知識點(diǎn)有化學(xué)式的書寫、元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算等知識.解題時,首先要根據(jù)反應(yīng)前后元素種類守恒,確定氨氣、水、二氧化碳三種物質(zhì)反應(yīng)得到的生成物中必須要含有C、H、O、N四種元素,從而確定猜想③、④是錯誤的,理由就是硫酸銨中含有S元素,而反應(yīng)物中沒有S元素,硝酸銨中只有三種元素,沒有C元素;然后再根據(jù)化合物中化合價總代數(shù)和為0,確定碳酸氫銨中N元素的化合價為-3價,根據(jù)純凈物中元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=(該元素的相對原子質(zhì)量×原子個數(shù))/純凈物的相對分子質(zhì)量,求算碳酸氫銨中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù).


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