Question

【題目】氨用于制造氮肥（尿素、碳銨等）、復(fù)合肥料、硝酸、純堿等，廣泛應(yīng)用于化工、輕工、化肥制藥、合成纖維等領(lǐng)域。

Ⅰ．工業(yè)制氨是以哈伯法通過氮?dú)夂蜌錃庠诟邷馗邏汉痛呋瘎┑淖饔孟禄�合生成的，�?qǐng)算出氮?dú)馀c氫氣恰好完全反應(yīng)時(shí)的質(zhì)量比________；

Ⅱ．目前有一種“人工固氮”的新方法反應(yīng)過程示意圖如下：

（1）根據(jù)反應(yīng)的微觀示意圖寫出化學(xué)方程式：_____________；

（2）氨氣進(jìn)入大氣后與雨水作用，可能形成“堿雨”。寫出堿雨中堿的化學(xué)式，并標(biāo)出其中氮元素的化合價(jià)：_________；

Ⅲ．氨是氮肥的重要原料。某化肥廠生產(chǎn)銨態(tài)氮肥(NH4)2SO4的工藝流程如下：

（1）操作Ⅰ中的玻璃棒作用是_________；

（2）加入的X應(yīng)為_____（填字母）

A H2SO4 B CaSO4 C SO2

Ⅳ．氨也是工業(yè)索維爾法制純堿的重要原料。

某興趣小組采用下列裝置模擬索維爾法制備碳酸氫鈉，實(shí)驗(yàn)操作如下：

a．關(guān)閉K1，打開K2通入NH3，調(diào)節(jié)氣流速率，待其穩(wěn)定后，打開K1通入CO2；

b．待三頸燒瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)較多NaHCO3固體時(shí)，關(guān)閉K2停止通NH3，一段時(shí)間后，關(guān)閉K1停止通CO2；

c．將三頸燒瓶?jī)?nèi)的反應(yīng)混合物過濾、洗滌、低溫干燥，并將所得固體置于敞口容器中加熱，記錄剩余固體質(zhì)量。

加熱時(shí)間/min	t0	t1	t2	t3	t4	t5
剩余固體質(zhì)量/g	未記錄	30.6	27.4	23.8	21.2	21.2

（資料）常溫常壓下，1體積水約能溶解700體積氨氣，1體積水約能溶解1體積二氧化碳。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）三頸燒瓶?jī)?nèi)生成的另一產(chǎn)物是一種銨態(tài)氮肥，寫出其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：__________；加熱過濾得到的NaHCO3，發(fā)生反應(yīng)：2NaHCO3 Na2CO3 + CO2↑+ H2O。

（2）三頸燒瓶上連接的長(zhǎng)頸漏斗的主要作用是__________；

（3）打開K2通入NH3一段時(shí)間后，才打開K1通入CO2，原因是__________；

（4）飽和碳酸氫鈉溶液的作用是______________；

（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算t2 min時(shí)NaHCO3固體的分解率（已分解的NaHCO3質(zhì)量與加熱前原NaHCO3質(zhì)量的比值），請(qǐng)寫出計(jì)算過程__________。

Answer 1

【答案】28:6（或14:3） 6H2O + 2N2 4NH3 + 3O2 NH3H2O 引流 B NaCl + H2O + CO2 + NH3 ═ NaHCO3↓ + NH4Cl 控制瓶?jī)?nèi)氣壓與外界大氣壓一致 NH3在水中溶解度比CO2大，先通入氨氣后溶液呈堿性，利于吸收更多CO2 吸收CO2中的HCl氣體，防止影響實(shí)驗(yàn) 50%。

【解析】

Ⅰ．工業(yè)上氨是以哈伯法通過N2和H2在高溫高壓和催化劑存在下直接化合而制成，其中N2和H2恰好完全反應(yīng)時(shí)的分子個(gè)數(shù)比為1：3，則質(zhì)量比為；

Ⅱ．（1）由微觀示意圖可知，反應(yīng)物是水和氮?dú)�，生成物是氨氣和氧氣，故反�?yīng)方程式為6H2O + 2N2 4NH3 + 3O2；

（2）氨氣與水反應(yīng)生成氨水，生成的氨水化學(xué)式為NH3H2O；氨水中氫元素的化合價(jià)為+1價(jià)，根據(jù)化合價(jià)的代數(shù)和為0可求得氮元素的化合價(jià)為-3價(jià)；

Ⅲ．（1）操作Ⅰ為過濾，其中的玻璃棒作用是引流；

（2）加入的X應(yīng)該是硫酸鈣，因?yàn)榧尤肓蛩徕}后才能有濾渣碳酸鈣沉淀生成，碳酸鈣分解才能生成二氧化碳通入沉淀池中，選項(xiàng)B正確。

Ⅳ．（1）向三頸燒瓶?jī)?nèi)的食鹽水中先通入NH3再通入CO2，生成銨態(tài)氮肥和碳酸氫鈉，根據(jù)元素守恒還應(yīng)生成水，則反應(yīng)方程式NaCl + H2O + CO2 + NH3 ═ NaHCO3↓ + NH4Cl；

（2）三頸燒瓶上連接的長(zhǎng)頸漏斗的主要作用是控制瓶?jī)?nèi)氣壓與外界大氣壓一致；

（3）NH3在水中溶解度比CO2大，先通入氨氣后溶液呈堿性，利于吸收更多CO2，所以先打開K2通入NH3一段時(shí)間后，才打開K1通入CO2；

（4）飽和碳酸氫鈉溶液的作用是為了吸收CO2中的HCl氣體，防止影響實(shí)驗(yàn)；

（5）設(shè)原混合物中碳酸氫鈉的質(zhì)量為X

x=33.6g

完全反應(yīng)時(shí)剩余固體減少33.6g-21.2g=12.4g，

t2時(shí)固體的質(zhì)量減少了33.6g-27.4g=6.8g，

t2時(shí)固體減少的質(zhì)量為完全反應(yīng)時(shí)的一半，則t2 min時(shí)NaHCO3固體的分解率為50%。