Question

某氮肥NH₄HCO₃中混有少量（NH₄）₂CO₃，現采用下列方案測定該氮肥中（NH₄）₂CO₃的質量分數：稱取5.7g上述樣品與2.0mol/L NaOH溶液混合，完全溶解后，低溫加熱使其充分反應（該溫度下銨鹽不分解），并使生成的氨氣全部被硫酸吸收，測得氨氣的質量與所用NaOH溶液體積的關系如圖1所示：
（1）A點前樣品與NaOH反應的離子方程式為

 

（2）為使生成的氨氣被硫酸吸收時不發生倒吸，可以選用如圖2裝置中的

 

．
（3）樣品中（NH₄）₂CO₃的質量分數是

 

%（保留一位小數）．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算,探究物質的組成或測量物質的含量

專題：計算題,實驗設計題

分析：（1）溶液中碳酸氫根先與氫氧根離子反應生成碳酸根與水，然后銨根離子再與氫氧根離子在加熱條件下反應生成氨氣與水；
（2）氨氣極易溶于水，被硫酸吸收易發生倒吸，防倒吸裝置，需要滿足氣體倒吸的液體會回落，不能引起倒吸，或不與水溶液接觸；
（3）加入70mL NaOH溶液時，溶液中溶質為Na₂CO₃，根據鈉離子守恒計算n（Na₂CO₃），設NH₄HCO₃、（NH₄）₂CO₃的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者質量之和與碳元素守恒列方程計算，進而計算樣品中（NH₄）₂CO₃的質量分數．

解答： 解：（1）溶液中碳酸氫根先與氫氧根離子反應生成碳酸根與水，然后銨根離子再與氫氧根離子在加熱條件下反應生成氨氣與水，故A點前樣品與NaOH反應的離子方程式為：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；
故答案為：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（2）A．倒扣在液面的漏斗可以防止倒吸，利用倒吸液體自身重量回落，故A符合；
B．干燥管上部面積較大，倒吸的液體可以靠自身質量能回落避免倒吸，故B符合；
C．導氣管直接插入液體，氣體極易溶解于水，會沿導氣管倒吸到發生裝置，故C不符合；
D．氨氣不溶于四氯化碳，先通過四氯化碳后再通過硫酸可以吸收氨氣，導氣管不和硫酸溶液接觸避免了倒吸，故D符合；
故答案為：ABD；
（3）加入70mL NaOH溶液時，溶液中溶質為Na₂CO₃，根據鈉離子守恒n（Na₂CO₃）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×0.07L×2mol/L=0.07mol，
設NH₄HCO₃、（NH₄）₂CO₃的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者質量之和與碳元素守恒，則：

79x+96y=5.7 x+y=0.07

解得x=0.06  y=0.01，
樣品中（NH₄）₂CO₃的質量分數是

0.01mol×96g/mol

5.7g

=16.8%，
故答案為：16.8．

點評：本題考查混合物的計算，明確圖象中各解得發生的反應是關鍵，較好的考查學生對圖象理解和數據的利用，注意氫氧化鈉先與碳酸氫根反應，然后再與銨根離子反應，題目難度中等．