Question

11．某化學興趣小組對某“氫銨”化肥進行了專項研究：
（1）預測：根據已有知識和“氫銨”的名稱，該小組預測該“氫銨”是碳酸或亞硫酸或硫酸的銨鹽．
（2）實驗和探究：
①NH₄⁺的驗證：取少量固體藥品于試管中，然后滴加NaOH濃溶液，加熱試管，將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口部，若紅色石蕊試紙變藍，則證明含NH₄⁺．
②陰離子的探究：取少量固體藥品于試管中，然后向試管中滴加稀鹽酸，固體全部溶解，將產生的氣體通入圖1裝置．觀察到的現象是溴水無明顯變化，澄清石灰水變渾濁．再向滴加稀鹽酸反應后的試管中加Ba（OH）₂溶液，無明顯現象．

初步結論：“氫銨”是碳酸的銨鹽．
③思考：上述實驗步驟②加入Ba（OH）₂溶液的目的是檢驗是否存在SO₄^2-．根據初步實驗結論，提出假設：
假設1：氫銨成分是NH₄HCO₃      假設2：氫銨成分是（NH₄）₂CO₃
假設3：氫銨成分是（NH₄）₂CO₃和NH₄HCO₃的混合物．
④根據上述假設，設計實驗得出結論．限選試劑和儀器有：CaCl₂溶液、品紅溶液、Ba（NO₃）₂溶液、1.0mol/L鹽酸、1.0mol•L^-1 NaOH溶液、飽和澄清石灰水、BaCl₂溶液、Ba（OH）₂溶液、試管、膠頭滴管

實驗步驟	預期現象及結論
步驟1：取適量“氫銨”配制成溶液，取1～2ml試液于一支潔凈的試管中，加足量BaCl2溶液，充分振蕩．	①若出現白色沉淀，證明氫銨中含有（NH4）2CO3； ②若沒有明顯現象可能含有NH4HCO3
步驟2：靜置，取上層清液少許于另一試管中， 繼續滴加滴加適量Ba（OH）2溶液，振蕩觀察現象．	若出現白色沉淀，證明氫銨中含有NH4HCO3結合步驟1②，則假設1成立； 結合步驟1①，則假設3成立； 僅在步驟1中產生白色沉淀，則假設2成立；．

（3）延伸探究：
①根據氫銨成分，設計小組根據下面實驗裝置來制備NH₄HCO₃是否合理否（填“是”或“否”）
②該實驗小組設計了以下實驗方案測定氫銨中的含氮量，請你閱讀后進行評價：準確稱取一定質量的樣品，放入圖2方案的燒瓶中，滴加過量NaOH濃溶液，充分微熱，按如圖3裝置，通過實驗測定燒杯增加的質量（忽略漏斗中附著溶液的質量）．然后進行計算，可得化肥的含氮量．請你評價上述方案是否合理．若合理只需要說明結論；若不合理，請簡要說明原因，并指出修改方案（若要添加儀器、藥品，請說明添加的位置、名稱）
不合理，裝置中沒有干燥裝置，稀硫酸吸收了較多水蒸氣，誤差太大；在燒杯前加一個裝有堿石灰的干燥管．

Answer 1

分析 （2）①銨根離子的檢驗方法：加入氫氧化鈉加熱產生能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氨氣；
②能使石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳或者是二氧化硫氣體，亞硫酸鹽具有還原性，能被溴水氧化，碳酸鹽可以和氯化鋇反應生成沉淀，氯化鋇和碳酸氫鹽不反應；
③根據邏輯推理，得出碳酸的銨鹽的不同情況；
④根據碳酸根離子、碳酸氫根離子的特點進行飾實驗藥品的選擇及實驗現象的分析；
（3）①圖2氨氣易溶于水，用飽和氨水吸收CO₂制取碳酸氫銨；
②銨鹽和氫氧化鈉反應生成的氨氣中混有水，會干擾氨氣質量的測定．

解答 解：（2）①根據銨根離子的檢驗方法：向可溶性的銨鹽中加入氫氧化鈉，并加熱，能產生能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氨氣則能證明含NH₄⁺，
故答案為：滴加NaOH濃溶液，將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口部，加熱試管，若紅色石蕊試紙變藍，則證明含NH₄⁺；
②能使石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳或者是二氧化硫氣體，亞硫酸鹽具有還原性，能被溴水氧化，溴水無明顯變化，說明“氫銨”是碳酸的銨鹽，
故答案為：碳酸；
③加入Ba（OH）₂溶液振蕩充分反應，若不產生白色沉淀，說明該化肥得出溶液中無SO₄^2-；根據邏輯關系，氫銨的成分可能是NH₄HCO₃；也可能是（NH₄）₂CO₃；還可能是二者的混合物；
故答案為：檢驗是否存在SO₄^2-；假設2：氫銨成分是（NH₄）₂CO₃；假設3：氫銨成分是（NH₄）₂CO₃和NH₄HCO₃的混合物；
④根據上述假設，設計實驗，步驟1：取適量“氫銨”配制成溶液，取1～2ml試液于一支潔凈的試管中，加足量BaCl₂溶液振蕩充分反應，不產生白色沉淀，說明是碳酸氫銨，否則是碳酸銨；步驟2：靜置，取上層清液少許于另一試管中，繼續滴加適量的氫氧化鋇溶液，若出現白色沉淀，證明氫銨中含有NH₄HCO₃結合步驟1②，則假設1成立；結合步驟1①，則假設3成立；若沒有白色沉淀產生，則假設2成立
故答案為：

實驗步驟	預期現象及結論
步驟1：取適量“氫銨”配制成溶液，取1～2ml試液于一支潔凈的試管中，加足量BaCl2溶液，充分振蕩．	①若出現白色沉淀，證明氫銨中含有（NH4）2CO3； ②若沒有明顯現象可能含有NH4HCO3
步驟2：靜置，取上層清液少許于另一試管中， 繼續滴加滴加適量Ba（OH）2溶液，振蕩觀察現象．	若出現白色沉淀，證明氫銨中含有NH4HCO3結合步驟1②，則假設1成立； 結合步驟1①，則假設3成立； 僅在步驟1中產生白色沉淀，則假設2成立．

（3）①圖2氨氣易溶于水，用飽和氨水吸收CO₂制取碳酸氫銨；
故答案為：否；
②銨鹽和氫氧化鈉反應生成的氨氣中混有水，會干擾氨氣質量的測定；需要在燒杯前加一個裝有堿石灰的干燥管；
故答案為：不合理，裝置中沒有干燥裝置，稀硫酸吸收了較多水蒸氣，誤差太大；在燒杯前加一個裝有堿石灰的干燥管．

點評 本題是一道有關化學肥料的物質組成和判斷的題目，考查學生分析和解決問題的能力，難度較大．