Question

硫酸銨是一種常用的銨態(tài)氮肥．下表是硫酸銨化肥品質(zhì)的主要指標(biāo)．?

指標(biāo) 項(xiàng)目	優(yōu)等品	一等品	合格品
外觀	白色結(jié)晶，無可見機(jī)械雜質(zhì)	無可見機(jī)械雜質(zhì)
氮（N）含量	≥21.0%	≥21.0%	≥20.5%

某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為本地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，對某農(nóng)用品商店出售的一等品硫酸銨化肥的品質(zhì)進(jìn)行探究．?
[觀察外觀]
 該硫酸銨化肥無可見機(jī)械雜質(zhì)．?
[實(shí)驗(yàn)探究]
 按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．?
（1）燒瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：

NH₄⁺+OH^-

△  .

NH₃↑+H₂O

燒杯中盛放的試劑最好是

稀硫酸

（填“濃硫酸”、“稀硫酸”或“水”）
（2）實(shí)驗(yàn)過程中，需往燒瓶中加入足量濃氫氧化鈉溶液并充分加熱的原因是

使硫酸銨充分反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為NH₃

[交流討論]
甲同學(xué)：根據(jù)此實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，計(jì)算硫酸銨化肥的含氮量可能偏高，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)裝置中存在一個(gè)明顯缺陷是：

A、B裝置間缺一個(gè)干燥裝置

乙同學(xué)：實(shí)驗(yàn)裝置中還存在另一個(gè)明顯缺陷是：

缺少趕盡反應(yīng)裝置中殘留氨氣的裝置

經(jīng)過大家充分討論一致認(rèn)為：針對甲、乙兩位同學(xué)指出的實(shí)驗(yàn)裝置中存在的明顯缺陷，需改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
[探究結(jié)論]
稱取13.5g硫酸銨化肥樣品，用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得實(shí)驗(yàn)后B裝置增重3.4g．得出探究結(jié)論為

該化肥為合格品

．

Answer 1

分析：（1）銨根離子與堿反應(yīng)生成氨氣和水，氨氣是堿性氣體，需酸吸收；
（2）濃氫氧化鈉，參加反應(yīng)的氫氧根離子濃度大，加熱能加快反應(yīng)的速率；
[交流討論]制取氨氣為固體和液體反應(yīng)，所以制取的氣體中含有液體；測氣體的量需趕盡反應(yīng)裝置中殘留氨氣；
[探究結(jié)論]B增重的質(zhì)量為生成氨氣的質(zhì)量，根據(jù)它算出硫酸銨的質(zhì)量，再進(jìn)一步求出樣品中硫酸銨的質(zhì)量，再根據(jù)含氮的量進(jìn)行判斷；

解答：解：（1）硫酸銨和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和氨氣，反應(yīng)方程式為：（NH₄）₂SO₄+2NaOH

△   .

Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O，離子反應(yīng)為NH₄⁺+OH^-

△  .

NH₃↑+H₂O，燒杯中盛放的試劑是用來吸收氨氣的，所以用稀硫酸，
故答案為：NH₄⁺+OH^-

△  .

NH₃↑+H₂O；稀硫酸；
（2）氫氧化鈉的濃溶液，電離出的氫氧根離子濃度大，與銨根離子反應(yīng)的氫氧根離子濃度大，加熱溫度高，反應(yīng)速度快，所以，加入足量濃氫氧化鈉溶液并充分加熱，能使硫酸銨充分反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為NH₃，
故答案為：使硫酸銨充分反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為NH₃；
[交流討論]制取氨氣為氫氧化鈉溶液與硫酸銨固體反應(yīng)，所以生成的氨氣中含有水蒸氣，隨氨氣一同進(jìn)入B裝置中，影響氨氣的質(zhì)量，影響含氮量的測定，所以需增加一個(gè)干燥裝置；反應(yīng)裝置中各部分都?xì)埩舭睔�，需將反�?yīng)裝置中殘留的氨氣趕出，
故答案為：A、B裝置間缺一個(gè)干燥裝置；缺少趕盡反應(yīng)裝置中殘留氨氣的裝置；
[探究結(jié)論]
增重的3.4g為氨氣的質(zhì)最，設(shè)13.5g樣品中含有（NH₄）₂SO₄的質(zhì)量為x：
（NH₄）₂SO₄+2NaOH

△   .

Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O
 132                         34
  x                          3.4g
132：34=x：3.4g                   解得：x=13.2g  

13.2g

132g/mol

=0.1mol，含0.2mol氮原子，氮的質(zhì)量為2.8g，

2.8g

13.5g

×100%=20.7%    20.5%≤20.7%≤21.0%，為合格品，
故答案為：該化肥為合格品；

點(diǎn)評：本題主要考查了實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的實(shí)驗(yàn)，掌握反應(yīng)原理是解答的關(guān)鍵，題目較綜合．