Question

【題目】空氣是人類最寶貴的自然資源。空氣中氮氣的含量最多，氮氣在高溫、高能量條件下可與某些物質發生反應．圖1是以空氣和其他必要的原料合成氮肥（NH4HCO3）的流程．請按要求回答下列問題：

（1）步驟①中可利用氮氣和氧氣的 不同分離出氮氣和氧氣。

（2）寫出步驟②中發生反應的化學式表達式 。

（3）圖2是化肥碳酸氫銨包裝袋上的部分說明：碳酸氫銨具有的性質是 （填字母）．

A．易溶于水 B．有揮發性 C．受熱易分解

（4）這種化肥含氮量是否達到16%，化肥中碳酸氫銨的含量是多少？帶著這些問題，興趣小組的同學取了一些化肥樣品，進入實驗室。

【查找資料】①堿石灰能夠吸收水和CO2，但是不吸收NH3。

②濃硫酸能吸收NH3但是不吸收CO2。

③氨氣溶于水形成氨水

【性質探究】該同學設計了如下的實驗裝置：

①用A裝置給碳酸氫銨加熱，裝藥品前，必須進行的一步操作是 。

②取適量碳酸氫銨加入試管，連接A、C、E裝置，加熱，E中的現象是 。

③連接A、B裝置，繼續加熱，觀察到試管口的現象是 ，B中的現象是 。

④碳酸氫銨在受熱時發生反應的化學式表達式是 。

【含量分析】將裝置A、C、D依次連接，加入20g化肥樣品，加熱至A中固體完全消失。

她稱量裝置D的質量如表：

實驗前D裝置的質量	149g
實驗后D裝置的質量	152.4g

⑤由此分析得知：反應中產生氨氣的質量為 g。

⑥通過反應的表達式可以知道：氨氣中氮元素全部來自于碳酸氫銨（假設雜質中不含氮元素），請計算此化肥含氮元素質量分數為 。

⑦請計算此化肥中碳酸氫銨的純度 。

⑧ 千克的硝酸銨（NH4NO3）和這袋化肥的含氮元素質量相等.

Answer 1

【答案】（1）沸點

（2）H2 +N2→NH3

（3）AC

（4）①查裝置氣密性 ②無色酚酞試液變紅 ③有水滴 變渾濁

④NH4HCO3 NH3+H2O+CO2

⑤3.4 ⑥14% ⑦79% ⑧20

【解析】

試題分析：（1）空氣是由氮氣、氧氣、二氧化碳等氣體組成的，通過分離空氣的方法可得到空氣中的各種成分。步驟①就是分離液態空氣，即可利用氮氣和氧氣的沸點不同將氮氣和氧氣分離出來；

（2）根據反應流程可知步驟②是氮氣和氫氣反應生成氨氣：H2 +N2→NH3；

（3）根據化肥碳酸氫銨的保存和施用方法可知碳酸氫銨易溶于水，且受熱易分解，故選AC；

（4）①用A裝置給碳酸氫銨加熱，裝藥品前，要檢查裝置的氣密性，以免漏氣；

②碳酸氫銨與水反應生成氨水，氨水呈堿性，能使無色酚酞試液變紅，故現象是E中無色酚酞試液變紅；

③碳酸氫銨會分解生成水和二氧化碳，故試管口會有水滴，除去的石灰水會變渾濁；

④碳酸氫銨會分解生成氨氣、水和二氧化碳：NH4HCO3 NH3+H2O+CO2；

⑤D裝置中盛放的是濃硫酸，根據資料可知濃硫酸只能吸收氨氣，不能吸收二氧化碳，故D裝置中增加的質量即為生成的氨氣的質量，即氨氣的質量=152.4g-149g=3.4g ；

⑥根據質量守恒定律化學反應前后元素的質量不變，即氨氣中氮元素的質量等于碳酸氫銨中氮元素的質量。

3.4g氨氣中氮元素的質量=3.4g×14／17 ×100% =2.8g ；即碳酸氫銨中氮元素的質量為2.8g，故此化肥中氮元素的質量分數=2.8g／20g ×100% =14% ；

⑦碳酸氫銨的相對分子質量=14+5+12+16×3=79

碳酸氫銨中氮元素的質量分數=14／79 ×100% =17.7%

此化肥中碳酸氫銨的純度=14%÷17.7% ×100% =79% ；

⑧根據計算可知該袋化肥中氮元素的質量=50kg×14% = 7kg

硝酸銨中氮元素的質量分數=28／80 ×100% =35% ，

那么硝酸銨的質量=7kg ÷35% =20kg