Question

【题目】空气是人类最宝贵的自然资源。空气中氮气的含量最多，氮气在高温、高能量条件下可与某些物质发生反应．图1是以空气和其他必要的原料合成氮肥（NH4HCO3）的流程．请按要求回答下列问题：

（1）步骤①中可利用氮气和氧气的 不同分离出氮气和氧气。

（2）写出步骤②中发生反应的化学式表达式 。

（3）图2是化肥碳酸氢铵包装袋上的部分说明：碳酸氢铵具有的性质是 （填字母）．

A．易溶于水 B．有挥发性 C．受热易分解

（4）这种化肥含氮量是否达到16%，化肥中碳酸氢铵的含量是多少？带着这些问题，兴趣小组的同学取了一些化肥样品，进入实验室。

【查找资料】①碱石灰能够吸收水和CO2，但是不吸收NH3。

②浓硫酸能吸收NH3但是不吸收CO2。

③氨气溶于水形成氨水

【性质探究】该同学设计了如下的实验装置：

①用A装置给碳酸氢铵加热，装药品前，必须进行的一步操作是 。

②取适量碳酸氢铵加入试管，连接A、C、E装置，加热，E中的现象是 。

③连接A、B装置，继续加热，观察到试管口的现象是 ，B中的现象是 。

④碳酸氢铵在受热时发生反应的化学式表达式是 。

【含量分析】将装置A、C、D依次连接，加入20g化肥样品，加热至A中固体完全消失。

她称量装置D的质量如表：

实验前D装置的质量	149g
实验后D装置的质量	152.4g

⑤由此分析得知：反应中产生氨气的质量为 g。

⑥通过反应的表达式可以知道：氨气中氮元素全部来自于碳酸氢铵（假设杂质中不含氮元素），请计算此化肥含氮元素质量分数为 。

⑦请计算此化肥中碳酸氢铵的纯度 。

⑧ 千克的硝酸铵（NH4NO3）和这袋化肥的含氮元素质量相等.

Answer 1

【答案】（1）沸点

（2）H2 +N2→NH3

（3）AC

（4）①查装置气密性 ②无色酚酞试液变红 ③有水滴 变浑浊

④NH4HCO3 NH3+H2O+CO2

⑤3.4 ⑥14% ⑦79% ⑧20

【解析】

试题分析：（1）空气是由氮气、氧气、二氧化碳等气体组成的，通过分离空气的方法可得到空气中的各种成分。步骤①就是分离液态空气，即可利用氮气和氧气的沸点不同将氮气和氧气分离出来；

（2）根据反应流程可知步骤②是氮气和氢气反应生成氨气：H2 +N2→NH3；

（3）根据化肥碳酸氢铵的保存和施用方法可知碳酸氢铵易溶于水，且受热易分解，故选AC；

（4）①用A装置给碳酸氢铵加热，装药品前，要检查装置的气密性，以免漏气；

②碳酸氢铵与水反应生成氨水，氨水呈碱性，能使无色酚酞试液变红，故现象是E中无色酚酞试液变红；

③碳酸氢铵会分解生成水和二氧化碳，故试管口会有水滴，除去的石灰水会变浑浊；

④碳酸氢铵会分解生成氨气、水和二氧化碳：NH4HCO3 NH3+H2O+CO2；

⑤D装置中盛放的是浓硫酸，根据资料可知浓硫酸只能吸收氨气，不能吸收二氧化碳，故D装置中增加的质量即为生成的氨气的质量，即氨气的质量=152.4g-149g=3.4g ；

⑥根据质量守恒定律化学反应前后元素的质量不变，即氨气中氮元素的质量等于碳酸氢铵中氮元素的质量。

3.4g氨气中氮元素的质量=3.4g×14／17 ×100% =2.8g ；即碳酸氢铵中氮元素的质量为2.8g，故此化肥中氮元素的质量分数=2.8g／20g ×100% =14% ；

⑦碳酸氢铵的相对分子质量=14+5+12+16×3=79

碳酸氢铵中氮元素的质量分数=14／79 ×100% =17.7%

此化肥中碳酸氢铵的纯度=14%÷17.7% ×100% =79% ；

⑧根据计算可知该袋化肥中氮元素的质量=50kg×14% = 7kg

硝酸铵中氮元素的质量分数=28／80 ×100% =35% ，

那么硝酸铵的质量=7kg ÷35% =20kg