Question

16．將綠礬（FeSO₄•7H₂O）、硫酸銨[（NH₄）₂SO₄]以相等物質(zhì)的量混合可制得摩爾鹽[FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O]晶體．

I．根據(jù)上圖回答：
（1）步驟1中加入Na₂CO₃溶液的作用洗滌鐵屑表面的油污．結(jié)合離子方程式簡要說明步驟1中加熱的原因CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，加熱促進(jìn)CO₃^2-的水解，增大OH^-濃度．
（2）制得的晶體過濾后用無水乙醇洗滌而不用蒸餾水，理由是摩爾鹽易溶于水而難溶于乙醇．
Ⅱ．制摩爾鹽的原料之一是硫酸銨，評價(jià)硫酸銨化肥的主要指標(biāo)如下：

	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%

某研究性學(xué)習(xí)小組對某硫酸銨化肥樣品進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)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】按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
【交流討論】
（1）甲同學(xué)：根據(jù)此實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，計(jì)算的硫酸銨化肥的含氮量偏高（填偏高、偏低、或不影響），實(shí)驗(yàn)裝置中存在一個(gè)明顯缺陷是缺少干燥裝置．
（2）乙同學(xué)：實(shí)驗(yàn)過程中，往燒瓶中加入的濃氫氧化鈉溶液一定要足量并充分加熱，原因是NH₄⁺+OH^-═NH₃↑+H₂O，使得NH₄⁺全部轉(zhuǎn)化為NH₃，最終進(jìn)入B裝置被吸收．
【探究結(jié)論】
（3）稱取27.0g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6.8g．則該化肥含氮量為20.7%，由此可判斷該化肥的品質(zhì)．

Answer 1

分析 制取摩爾鹽晶體流程為：碳酸鈉溶液呈堿性，加熱促進(jìn)碳酸鈉水解導(dǎo)致溶液堿性增強(qiáng)，堿促進(jìn)油脂水解，所以碳酸鈉的作用是除去鐵表面的油污，然后加稀硫酸溶解，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，趁熱過濾，然后加入硫酸銨發(fā)生（NH₄）₂ SO₄+FeSO₄+6H₂O=（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O↓，結(jié)晶過濾，摩爾鹽易溶于水，難溶于有機(jī)溶劑，用酒精洗滌摩爾鹽，得到摩爾鹽晶體；
I．（1）碳酸鈉溶液為堿性溶液，促進(jìn)油脂水解；加熱促進(jìn)碳酸鈉水解導(dǎo)致堿性增強(qiáng)；
（2）摩爾鹽易溶于水而難溶于有機(jī)溶劑；
II．（1）水具有揮發(fā)性，加熱時(shí)促進(jìn)揮發(fā)，導(dǎo)致制得的氨氣中含有水蒸氣；
（2）NH₄⁺+OH^-═NH₃↑+H₂O，NaOH足量時(shí)使得NH₄⁺全部轉(zhuǎn)化為NH₃，加熱將氣體進(jìn)入B裝置；
（3）根據(jù)N原子守恒計(jì)算m（N）質(zhì)量，從而計(jì)算其含氮量．

解答 解：制取摩爾鹽晶體流程為：碳酸鈉溶液呈堿性，加熱促進(jìn)碳酸鈉水解導(dǎo)致溶液堿性增強(qiáng)，堿促進(jìn)油脂水解，所以碳酸鈉的作用是除去鐵表面的油污，然后加稀硫酸溶解，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，趁熱過濾，然后加入硫酸銨發(fā)生（NH₄）₂ SO₄+FeSO₄+6H₂O=（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O↓，結(jié)晶過濾，摩爾鹽易溶于水，難溶于有機(jī)溶劑，用酒精洗滌摩爾鹽，得到摩爾鹽晶體；
I．（1）碳酸鈉為強(qiáng)堿弱酸鹽，碳酸根離子水解導(dǎo)致溶液呈堿性，堿能促進(jìn)油脂水解且升高溫度促進(jìn)碳酸鈉水解，導(dǎo)致溶液堿性增強(qiáng)，所以用碳酸鈉洗滌油脂，水解方程式為CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，
故答案為：洗滌鐵屑表面的油污；CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，加熱促進(jìn)CO₃^2-的水解，增大OH^-濃度
；
（2）摩爾鹽易溶于水而難溶于有機(jī)溶劑乙醇，所以用乙醇洗滌摩爾鹽而不是用水洗滌，
故答案為：摩爾鹽易溶于水而難溶于乙醇；
II．（1）水具有揮發(fā)性，加熱時(shí)促進(jìn)揮發(fā)，導(dǎo)致制得的氨氣中含有水蒸氣，導(dǎo)致測定值偏高，為減少誤差，應(yīng)該有干燥氨氣裝置，
故答案為：偏高；缺少干燥裝置；
（2）NH₄⁺+OH^-═NH₃↑+H₂O，NaOH足量時(shí)使得NH₄⁺全部轉(zhuǎn)化為NH₃，加熱將氣體進(jìn)入B裝置，所以需要NaOH足量且加熱，故答案為：NH₄⁺+OH^-═NH₃↑+H₂O，NaOH足量時(shí)使得NH₄⁺全部轉(zhuǎn)化為NH₃，加熱將氣體進(jìn)入B裝置；
（3）根據(jù)N原子守恒得（NH₄）₂SO₄---2NH₃，B裝置增加的質(zhì)量為氨氣質(zhì)量，則m（N）=n（N）M（N）=n（NH₃）M（N）=$\frac{6.8g}{17g/mol}$×14g/mol=5.6g，則該化肥含氮量=$\frac{5.6g}{27.0g}$×100%=20.7%，所以為合格品，
故答案為：20.7%．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)制備，涉及物質(zhì)制取、鹽類水解、實(shí)驗(yàn)評價(jià)、化學(xué)方程式的計(jì)算等知識點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)分析及計(jì)算能力，注意原子守恒的靈活運(yùn)用，題目難度中等．