Question

6．某氮肥硫酸銨中混有硫酸氫氨．為測定該氮肥的含氮量，一化學研究性學習小組一定量氮肥樣品，研磨使其混合均勻，備用．已知：
a．氫氧化鈉少量時：2NH₄HSO₄+2NaOH=（NH₄）₂SO₄+Na₂SO₄+2H₂O
b．氫氧化鈉過量時：NH₄HSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+NH₃↑+2H₂O
c．四氯化碳是一種不溶于水和酸的有機溶劑，密度大于硫酸，氨氣不溶于有四氯化碳．
d．堿石灰是氫氧化鈉和氫氧化鈣的固體混合物．
（1）同學們設計的實驗裝置如圖所示，請回答相關問題．
①裝置中堿石灰的作用是干燥氨氣．
②廣口瓶內四氯化碳的作用是防止液體倒吸．若不用四氯化碳只用稀硫酸吸收，裝置可以如何改進導管最下端加倒置的漏斗．
③指導老師指出，用該裝置進行實驗，即使氫氧化鈉足量且實驗過程中無氨氣外泄，測得的樣品含氮量仍將偏低，其原因可能是殘留在發(fā)生裝置里的氨氣沒有被稀硫酸吸收．
（2）同學們改進實驗裝置后（改進裝置圖略），進行如下實驗．稱取不同質量的上述樣品分別與40g相同濃度的氫氧化鈉溶液相混合，完全溶解后，加熱充分反應（此溫度下銨鹽不分解），并使生成的氨氣全部被稀硫酸吸收，測得氨氣的質量．部分實驗數據如下：

氫氧化鈉溶液體積/mL	40.00
樣品質量/g	7.750	15.50	23.25
氨氣質量/g	1.870	1.870	1.700

請計算：樣品中的氮元素的質量分數是19.87%．

Answer 1

分析 （1）堿石灰可以用來干燥氨氣；
廣口瓶內四氯化碳的作用是防止液體倒吸；
若不用四氯化碳只用稀硫酸吸收，可以在導管最下端加倒置的漏斗；
反應生成的氨氣一部分殘留在實驗裝置中；
（2）根據表中數據可知，加入7.750g樣品和加入15.50g樣品時，生成的氨氣質量相等，說明加入7.750g樣品時氫氧化鈉過量，樣品中的氮元素都轉化成了氨氣．

解答 解：（1）①裝置中堿石灰的作用是干燥氨氣．
故填：干燥氨氣．
②廣口瓶內四氯化碳的作用是防止液體倒吸；
若不用四氯化碳只用稀硫酸吸收，可以在導管最下端加倒置的漏斗．
故填：防止液體倒吸；導管最下端加倒置的漏斗．
③其原因可能是殘留在發(fā)生裝置里的氨氣沒有被稀硫酸吸收．
故填：殘留在發(fā)生裝置里的氨氣沒有被稀硫酸吸收．
（2）反應生成氨氣質量是1.870g，氨氣中氮元素質量為：1.870g×$\frac{14}{17}$×100%=1.54g，
樣品中的氮元素的質量分數是：$\frac{1.54g}{7.750g}$×100%=19.87%．
故填：19.87．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．