Question

糧食問題一直困擾著人類．1824年，德國(guó)化學(xué)家維勒首次人工合成尿素，標(biāo)志著化學(xué)肥料的誕生．之后化肥在全世界普遍應(yīng)用，使糧食產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)．
[化肥成分初步分析]小兵同學(xué)在家里發(fā)現(xiàn)一袋化肥，其標(biāo)簽被污損（如圖所示）．
他看到袋中化肥是白色晶體，用少量肥料跟熟石灰一起研磨，有濃烈的刺激性氣味，判定化肥的主要成分的化學(xué)式（寫在右邊標(biāo)簽中），由此他想到施用該化肥時(shí)應(yīng)注意

黃金肥王 化學(xué)式：___________

[化肥成分的進(jìn)一步測(cè)定]小兵對(duì)標(biāo)簽上的含量標(biāo)注產(chǎn)生了懷疑，于是他重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：取該化肥樣品8g與足量熟石灰（雜質(zhì)不參加反應(yīng)）混合加熱后將生成的氨氣干燥后用足量的稀硫酸吸收，稀硫酸質(zhì)量增加了1.7g，根據(jù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)原來化肥標(biāo)簽上的標(biāo)注有“貓膩”，請(qǐng)根據(jù)計(jì)算結(jié)果重新填寫標(biāo)簽上的標(biāo)注．
[拓展和遷移]小兵又想到能否用該化肥與氫氧化鈣固體混合加熱制氨氣．查閱資料發(fā)現(xiàn)氨氣是一種密度比空氣小、且極易溶于水的氣體，在常溫下遇到HCl氣體，會(huì)產(chǎn)生大量白煙，白煙的主要成分是這兩種氣體化合形成的氯化銨的固體小顆粒．帶著極大的興趣，小兵想先制取干燥的氨氣，然后利用它來探究與HCl氣體的反應(yīng)．經(jīng)過討論，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置：

注：整套裝置的氣密性良好（且圖1中的B和C裝置還不完善，有待于同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中選擇和補(bǔ)充），D裝置的試管內(nèi)有一張濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙；E裝置的作用是吸收反應(yīng)產(chǎn)生的剩余氨氣，防止其進(jìn)入空氣，造成污染；堿石灰固體是氫氧化鈉和生石灰的混合物．
（1）請(qǐng)寫出A裝置內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（2）請(qǐng)你參與小組的探究：

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>	實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象
制取一燒瓶干燥的氨氣	①按圖1裝配儀器和試劑，其中圖1方框內(nèi)的B裝置應(yīng)選擇圖2中的____（填序號(hào)）B裝置的作用是____________________；不選擇另一裝置的原因是：________________________．請(qǐng)?jiān)贑裝置的燒瓶?jī)?nèi)畫出連接止水夾K1和K3的導(dǎo)管長(zhǎng)度情況的示意圖． ②打開止水夾K1和K3，關(guān)閉止水夾K2，點(diǎn)燃酒精燈加熱，當(dāng)出現(xiàn)__________現(xiàn)象時(shí)，說明C中氣體已收滿，停止加熱，并關(guān)閉止水夾K1和K3．裝置E中干燥管的作用是____________________________
探究氨氣與HCl氣體的反應(yīng)	③打開止水夾K2，一段時(shí)間后，除了看到有大量白煙生成這一現(xiàn)象外，還可觀察到____________________，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要原因是______________．

Answer 1

分析：[化肥成分初步分析]
熟石灰是Ca（OH）₂，硫酸銨與氫氧化鈣反應(yīng)生成硫酸鈣、水和氨氣，據(jù)此寫出化肥的主要成分的化學(xué)式；根據(jù)化學(xué)方程式中的生成物質(zhì)的性質(zhì)，即可判斷施用該化肥時(shí)應(yīng)注意的問題；
[化肥成分的進(jìn)一步測(cè)定]
根據(jù)硫酸氨與氫氧化鈣反應(yīng)的化學(xué)方程式和生成氨氣的質(zhì)量，列出比例式，即可計(jì)算出樣品中（NH₄）₂SO₄的質(zhì)量，然后根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式即可計(jì)算出化肥的純度和（NH₄）₂SO₄中氮元素的含量；
[拓展和遷移]
（1）熟石灰是Ca（OH）₂，硫酸銨與氫氧化鈣反應(yīng)生成硫酸鈣、水和氨氣，據(jù)此寫出化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作要求分析，即可正確解答．

解答：解：[化肥成分初步分析]
熟石灰是Ca（OH）₂，“用少量肥料跟熟石灰一起研磨，有濃烈的刺激性氣味”，因?yàn)榱蛩徜@與氫氧化鈣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：（NH₄）₂SO₄+Ca（OH）₂

△   .

CaSO₄↓+2NH₃↑+2H₂O，氨氣有濃烈的刺激性氣味．故可推斷化肥的主要成分的化學(xué)式為：（NH₄）₂SO₄；因?yàn)榉磻?yīng)中生成硫酸鈣沉淀，故施用該化肥時(shí)應(yīng)注意不能和堿性物質(zhì)共用，以免損失肥效；
[化肥成分的進(jìn)一步測(cè)定]
設(shè)樣品中（NH₄）₂SO₄的質(zhì)量為x，
（NH₄）₂SO₄+Ca（OH）₂

△   .

CaSO₄↓+2NH₃↑+2H₂O
132                           34
x                         1.7g
132：34=x：1.7g
解之得：x=6.6g．
化肥的純度為：

6.6g

8g

×100%=82.5%．
（NH₄）₂SO₄中氮元素的含量為：

14×2

132

×100%≈21.2%，
化肥中氮元素的含量為：82.5%×21.2%=17.5%．
故含氮量應(yīng)為17.5%，化肥的純度應(yīng)為為82.5%．
[拓展和遷移]
（1）硫酸銨與氫氧化鈣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：（NH₄）₂SO₄+Ca（OH）₂

△   .

CaSO₄↓+2NH₃↑+2H₂O，
（2）（實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象）①圖1方框內(nèi)的B裝置應(yīng)選擇圖2中的①，它的作用是吸水干燥；因?yàn)闈饬蛩嵩谖�水的同時(shí)會(huì)與氨氣反應(yīng)，故不用②裝置；
②點(diǎn)燃酒精燈加熱時(shí)，當(dāng)D中石蕊試紙變藍(lán)時(shí)，說明C中氣體已收滿（因?yàn)榘彼�顯弱堿性）．裝置E中干燥管的作用是防止水倒吸．
③打開止水夾K₂一段時(shí)間后，除了可以看到有大量白煙這一現(xiàn)象外，還可看到氣球膨脹，主要原因是氣體反應(yīng)后的產(chǎn)物為固體，內(nèi)部氣壓變小．
故答案為：不能和堿性物質(zhì)共用（其他合理答案均可），

黃金肥王 化學(xué)式：（NH4）2SO4

[化肥成分的進(jìn)一步測(cè)定]
含氮量應(yīng)為17.5%，化肥的純度應(yīng)為為82.5%．
（1）（NH₄）₂SO₄+Ca（OH）₂

△   .

CaSO₄+2H₂O+2NH₃↑

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>	實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象
	①①吸水干燥；濃硫酸同時(shí)會(huì)與氨氣反應(yīng)    圖示如上 ②D中石蕊試紙變藍(lán)    防止水倒吸
	③氣球膨脹；氣體反應(yīng)后的產(chǎn)物為固體，內(nèi)部氣壓變小．

點(diǎn)評(píng)：此題主要是考查同學(xué)們的綜合分析能力，不但要求同學(xué)們具備有關(guān)物質(zhì)的基礎(chǔ)知識(shí)，而且要有實(shí)驗(yàn)操作的經(jīng)歷和分析、解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題的能力．本題步驟較多，學(xué)生在解題時(shí)須有足夠的耐心和細(xì)心，才能正確解答．