碳酸氢铵是一种常见的氮肥，某班同学为测定某碳酸氢铵化肥中氮元素的质量分数，设计了如下几种实验方案，请你跟他们一起参加探究．资料：1．碳酸氢铵易溶于水，在空气中极易吸收水

Question

碳酸氢铵是一种常见的氮肥，某班同学为测定某碳酸氢铵化肥中氮元素的质量分数，设计了如下几种实验方案，请你跟他们一起参加探究．
资料：1．碳酸氢铵易溶于水，在空气中极易吸收水蒸气．
2．碳酸氢铵与硫酸反应的化学方程式：2NH₄HCO₃+H₂SO₄═（NH₄）₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑
3．碳酸氢铵化肥含氮量的国家标准是：一级品含氮量≥17.10%，二级品含氮量≥16.80%．
4．碳酸氢铵化肥中所含杂质不含氮元素，也不与稀硫酸反应
方案甲：取样10.0克，用如下装置进行实验，测量C装置在反应前后增加的质量（氨气能与硫酸反应）：

（1）A装置中发生反应的化学方程式为___．
（2）B装置的作用是___．
（3）该组同学用以上装置测出的氮元素含量明显偏大，可能的原因是___．
A．试管中还有残留的气体没有被吸收 B．外界空气中的水蒸气进入C装置中
C．样品中碳酸氢铵没有完全分解
（4）经同学们讨论，认为C中浓硫酸最好换成下列某种试剂，你认为该试剂是___．
A．水 B．稀硫酸 C．浓盐酸
（5）碳酸氢铵完全分解后，应该先断开C装置再移走酒精灯，原因是___．
方案乙：取样10.0克，加水完全溶解配成试样溶液，放入如图所示装置中进行实验：


实验步骤：①按图连接仪器，检查装置气密性；②装入药品；③打开b处弹簧夹，从a处通入空气；④称量装置D及其中药品的质量；⑤关闭b处弹簧夹；⑥打开分液漏斗旋塞，滴入稀硫酸，直到无气泡产生；⑦----；⑧称量装置D及其中药品的质量．
（1）请补出上面步骤中缺少的步骤___．
（2）装置A中装入的试剂可能是___，如果没有此装置，实验最后测出的化肥中氮元素质量分数___（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
（3）装置E的作用是___．
（4）实验中，该组同学测得反应后D装置及其中药品的质量增加了5.4g，则该化肥中氮元素的质量分数为___．（保留1位小数）
在分析上述两种方案的优缺点后，老师提出了方案丙进行精确测定．
方案丙：①用电子天平准确称取2.000g化肥样品，装入锥形瓶中；②往锥形瓶中加入50mL浓度为0，.049g/mL的硫酸溶液，振荡，使其与样品完全反应；③加热煮沸；④冷却，滴入几滴混合指示剂；⑤往上述溶液中逐滴滴入浓度为0.040g/mL的氢氧化钠溶液，至锥形瓶中液体变为灰绿色（此时多余硫酸与氢氧化钠溶液恰好完全反应，硫酸铵未与氢氧化钠溶液反应），共用去25mL氢氧化钠溶液．试回答下列问题：
（1）用电子天平称样品时必须迅速，原因是___．
（2）第③步中加热煮沸的目的是___．
（3）第⑤歩加入氢氧化钠溶液发生反应的化学方程式为___．
（4）通过计算判断该碳酸氢铵化肥属于一级品还是二级品．

Answer 1

（1）A装置中发生反应的化学方程式为：NH₄HCO₃(△.)/()NH₃↑+CO₂↑+H₂O．
故填：NH₄HCO₃(△.)/()NH₃↑+CO₂↑+H₂O．
（2）B装置的作用是吸收生成的二氧化碳和水．
故填：吸收生成的二氧化碳和水．
（3）A．试管中还有残留的气体没有被吸收，会导致测定结果偏小；
B．外界空气中的水蒸气进入C装置中时，会导致测定结果偏大；
C．样品中碳酸氢铵没有完全分解时，会导致测定结果偏小．
故填：B．
（4）C中浓硫酸最好换成稀硫酸，因为稀硫酸不能吸收空气中的水蒸气．
故填：B．
（5）碳酸氢铵完全分解后，应该先断开C装置再移走酒精灯，原因是能够防止液体倒吸．
故填：防止液体倒吸．
方案乙：
⑦打开b处弹簧夹，缓缓通入空气；⑧称量装置D及其中药品的质量．
故填：打开b处弹簧夹，缓缓通入空气．
（1）上面步骤中缺少的步骤是打开b处弹簧夹，缓缓通入空气．
故填：打开b处弹簧夹，缓缓通入空气．
（2）装置A中装入的试剂可能是氢氧化钠溶液，如果没有此装置，空气中的二氧化碳会进入D装置中，实验最后测出的化肥中氮元素质量分数偏大．
故填：偏大．
（3）装置E的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入D装置．
故填：防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入D装置．
（4）设碳酸氢铵质量为m，
2NH₄HCO₃+H₂SO₄═（NH₄）₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑，
158                            88
m                              5.4g
(158)/(m)=(88)/(5.4g)，
m=9.7g，
氮元素质量为：9.7g×(14)/(79)×100%=1.72g，
则该化肥中氮元素的质量分数为：(1.72g)/(10.0g)×100%=17.2%，
答：该化肥中氮元素的质量分数为17.2%．
方案丙：
（1）用电子天平称样品时必须迅速，原因是能够防止碳酸氢铵吸收空气中的水蒸气．
故填：防止碳酸氢铵吸收空气中的水蒸气．
（2）第③步中加热煮沸的目的是赶出溶液中的二氧化碳．
故填：赶出溶液中的二氧化碳．
（3）第⑤歩加入氢氧化钠溶液发生反应的化学方程式为：2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O．
故填：2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O．
（4） 设NaOH消耗的硫酸质量为x，
2NaOH～H₂SO₄，
80              98
25mLx0.040g/mL  x
(80)/(25mLx0.040g/mL)=(98)/(x)，
x=1.225g，
设样品中氮元素的质量为y，
50mLx0.049g/mL-1.225g=1.225g，
2N～2NH₄HCO₃～H₂SO₄
28            98
y           1.225g
(28)/(y)=(98)/(1.225g)，
y=0.35g，
样品中氮元素的含量为：(0.35g)/(2.000g)x100%=17.5%，
因为一级品含氮量≥17.10%，所以此样品为一级品．