Question

某氮肥NH₄HCO₃中混有少量（NH₄）₂CO₃，現(xiàn)采用下列方案測(cè)定該氮肥中（NH₄）₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：稱(chēng)取5.7g上述樣品與2.0mol/L NaOH溶液混合，完全溶解后，低溫加熱使其充分反應(yīng)（該溫度下銨鹽不分解），并使生成的氨氣全部被硫酸吸收，測(cè)得氨氣的質(zhì)量與所用NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示：
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）A點(diǎn)前樣品與NaOH反應(yīng)的離子方程式為

HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O

．
（2）為使生成的氨氣被硫酸吸收時(shí)不發(fā)生倒吸，可以選用裝置中的

ABD

．

（3）樣品中（NH₄）₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

16.6

%（保留一位小數(shù)）．
（4）當(dāng)V[NaOH（aq）]=50mL時(shí)，生成NH₃的質(zhì)量為

0.68g

．

Answer 1

分析：（1）NH₄HCO₃中混有少量（NH₄）₂CO₃，加入氫氧化鈉溶液顯中和再反應(yīng)，氫氧根離子和碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸根離子后，氫氧根離子再和銨根離子反應(yīng)生成氨氣；
（2）氨氣極易溶于水，被硫酸吸收易發(fā)生倒吸，防倒吸裝置，需要滿足氣體倒吸的液體會(huì)回落，不能引起倒吸，或不與水溶液接觸；
（3）依據(jù)圖象中消耗的氫氧化鈉體積，結(jié)合氫氧化鈉溶于反應(yīng)的過(guò)程是先和碳酸氫根離子反應(yīng)，再和銨根離子全部反應(yīng)生成氨氣，消耗氫氧化鈉溶于體積70ml，依據(jù)反應(yīng)的定量關(guān)系計(jì)算得到；
（4）當(dāng)V[NaOH（aq）]=50mL時(shí)，依據(jù)化學(xué)方程式（NH₄）₂CO₃+2NaOH=Na₂CO₃+2NH₃↑+2H₂O，NH₄HCO₃+2NaOH=Na₂CO₃+NH₃↑+2H₂O，反應(yīng)的順序是先和碳酸氫根離子反應(yīng)后再和銨根離子反應(yīng)，結(jié)合（3）中的計(jì)算得到碳酸氫銨的物質(zhì)的量，依據(jù)氫氧根離子反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算生成NH₃的質(zhì)量；

解答：解：（1）NH₄HCO₃中混有少量（NH₄）₂CO₃，加入氫氧化鈉溶液顯中和再反應(yīng)，氫氧根離子和碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸根離子后，氫氧根離子再和銨根離子反應(yīng)生成氨氣，所以A點(diǎn)前樣品與NaOH反應(yīng)的離子方程式為：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；
故答案為：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（2）A、倒扣在液面的漏斗可以防止倒吸，利用倒吸液體自身重量回落，故A符合；
B、干燥管上部面積較大，倒吸的液體可以靠自身質(zhì)量能回落避免倒吸，故B符合；
C、導(dǎo)氣管直接插入液體，氣體極易溶解于水，會(huì)沿導(dǎo)氣管倒吸到發(fā)生裝置，故C不符合；
D、氨氣不溶于四氯化碳，先通過(guò)四氯化碳后再通過(guò)硫酸可以吸收氨氣，導(dǎo)氣管不和硫酸溶液接觸避免了倒吸，故D符合；
故答案為：ABD；
（3）依據(jù)圖象中生成最大量氨氣消耗的氫氧化鈉溶液的體積為70ml，氫氧化鈉的物質(zhì)的量=0.07L×2.0mol/L=0.14mol；設(shè)樣品中含有（NH₄）₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為X，則NH₄HCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-X，（NH₄）₂CO₃+2NaOH=Na₂CO₃+2NH₃↑+2H₂O，NH₄HCO₃+2NaOH=Na₂CO₃+NH₃↑+2H₂O
根據(jù)氫氧化鈉的用量列方程式：

5.7g×X

96g/mol

×2+

5.7g(1-X)

79g/mol

×2=0.14mol
X=16.9%
樣品中（NH₄）₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 16.9%
故答案為：16.9；
（4）當(dāng)V[NaOH（aq）]=50mL時(shí)，消耗的氫氧化鈉物質(zhì)的量=0.05L×2mol/L=0.1mol；反應(yīng)過(guò)程為：NH₄HCO₃+2NaOH=Na₂CO₃+NH₃↑+2H₂O
（NH₄）₂CO₃+2NaOH=Na₂CO₃+2NH₃↑+2H₂O
由（3）知碳酸氫銨物質(zhì)的量=n（NH₄HCO₃）=

5.7g×(1-16.9%)

79g/mol

=0.06 mol，則HCO₃^-消耗OH^- 0.06 mol，當(dāng)V[NaOH（aq）]=50 mL時(shí)，與NH₄⁺反應(yīng)的OH^-為2.0 mol/L×0.050 L-0.06 mol=0.04 mol，則生成n（NH₃）=0.04 mol，質(zhì)量為17 g/mol×0.04 mol=0.68 g；
故答案為：0.68g；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了混合物組成的計(jì)算應(yīng)用，圖象理解和數(shù)據(jù)的利用，氫氧化鈉反應(yīng)過(guò)程是先中和后與銨根離子反應(yīng)的順序的量計(jì)算判斷，題目難度中等．