Question

【題目】嗅鹽(如圖 )是由易分解的銨鹽類物質(zhì)和香料組成。釋放出的氨氣對(duì)人體神經(jīng)會(huì)產(chǎn)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激作用，廣泛應(yīng)用于體育比賽中。同學(xué)們對(duì)嗅鹽成分展開探究 (已知香料不參與下列探究中的任何反應(yīng))。

定性初探：嗅鹽中含有什么鹽類物質(zhì)?

（猜想假設(shè)）

①碳酸銨：原因是碳酸銨晶體受熱易分解產(chǎn)生NH3、H2O、CO2。

②碳酸氫銨：原因是(用化學(xué)方程式表示) ___。

③....

（查閱資料）

①氯化鈣稀溶液與碳酸氫銨稀溶液不發(fā)生反應(yīng)。

②NH3極易溶于水，難溶于植物油和四氯化碳(一種密度比水大的有機(jī)溶劑)。

（實(shí)驗(yàn)探究）

（1）陽(yáng)離子驗(yàn)證：取少量樣品放入試管中，加水溶解，加入氫氧化鈉溶液共熱，在試管口放一張__， 觀察到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（2）陰離子驗(yàn)證：

①取少量樣品放入試管中，滴加足量稀鹽酸，將產(chǎn)生氣體通入___，溶液變渾濁。

②取少量樣品放入試管中，加水溶解，取上層清液加入氯化鈣稀溶液，產(chǎn)生白色沉淀。

（初步結(jié)論）僅根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究，嗅鹽中一定含有的鹽是___。

II．定量再探：嗅鹽中氮元素含量是多少?

（設(shè)計(jì)方案）甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖的實(shí)驗(yàn)方案(加熱及固定裝置已省略，本實(shí)驗(yàn)狀況下銨根離子可完全轉(zhuǎn)化為NH3，NH3密度為0.7g/L)。 經(jīng)過(guò)交流討論，同學(xué)們認(rèn)為有以下兩處需要改進(jìn)。

（1）欲使實(shí)驗(yàn)成功進(jìn)行，裝置B中藥品需要作的改動(dòng)是___。

（2）欲使實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確，在裝置與B之間K3處應(yīng)添加的儀器較合適的是___。(選填“C”或“D”)。

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）取樣品 1.0 克配成溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝置B中量氣管在實(shí)驗(yàn)前后的液面差為 242.9mL。

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）嗅鹽中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___。

（反思拓展）若其他操作均正確，下列會(huì)導(dǎo)致所測(cè)氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小的是__。(填字母)。

a 實(shí)驗(yàn)開始，量氣管內(nèi)液面低于量氣管頂端的0刻度線

b 反應(yīng)結(jié)束，調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管使裝置B兩端液面相平后讀數(shù)

c 反應(yīng)結(jié)束，未等裝置冷卻到室溫就開始讀取氣體體積

d 反應(yīng)前正確讀取量氣管中氣體體積，反應(yīng)后俯視讀數(shù)

e 實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，彈簧夾K1、K2始終處于打開狀態(tài)

Answer 1

【答案】 濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙 澄清石灰水 碳酸銨 量氣管水面上加一層植物油 C 14.0% d

【解析】

銨鹽和氫氧化鈉在加熱條件下反應(yīng)生成氨氣，氨氣和水反應(yīng)生成氨水，氨水顯堿性，能使石蕊變藍(lán)色。

[猜想假設(shè)]

②碳酸氫銨：原因是碳酸氫銨加熱生成氨氣、二氧化碳和水，故化學(xué)方程式表示為：。

[實(shí)驗(yàn)探究]

（1）銨根離子和氫氧根離子能反應(yīng)生成氨氣和水，氨氣溶于水形成氨水，顯堿性，能使紅色石蕊試紙變藍(lán)色。故陽(yáng)離子驗(yàn)證方法是：取少量樣品放入試管中，加水溶解，加入氫氧化鈉溶液共熱，在試管口放一張濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙（氨氣本身不能使石蕊變色，氨氣溶于水形成氨水，顯堿性，才能使紅色石蕊試紙變藍(lán)色，故紅色石蕊試紙必須用水潤(rùn)濕）。觀察到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（即觀察到紅色石蕊試紙變藍(lán)），驗(yàn)證了樣品中含有銨根離子。

（2）陰離子驗(yàn)證：

①樣品中可能含有碳酸銨或碳酸氫銨，這兩種物質(zhì)都能和稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，故取少量樣品放入試管中，滴加足量稀鹽酸，將產(chǎn)生氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁。

[初步結(jié)論] 取少量樣品放入試管中，加水溶解，取上層清液加入氯化鈣稀溶液，產(chǎn)生白色沉淀。因?yàn)槁然�鈣稀溶液與碳酸氫銨稀溶液不發(fā)生反應(yīng)，而氯化鈣溶液和碳酸銨溶液能反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，所以根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以確定嗅鹽中一定含有的鹽是碳酸銨。

II．[設(shè)計(jì)方案]

（1）氨氣易溶于水，欲使實(shí)驗(yàn)成功進(jìn)行，需要隔離氨氣和水，故裝置B中藥品需要作的改動(dòng)是：量氣管水面上加一層植物油（因?yàn)榘睔怆y溶于植物油）。

（2）堿石灰是固體，如果使用堿石灰做干燥劑，應(yīng)使用C裝置，而濃硫酸是液體，如果使用濃硫酸做干燥劑，應(yīng)使用D裝置。實(shí)驗(yàn)中有水生成，欲使實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確，需要吸收氨氣中的水分，因?yàn)榘睔饽芘c濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銨，而氨氣不能與堿石灰反應(yīng)，故在裝置與B之間K3處應(yīng)添加的儀器較合適的是：C。

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]

裝置B中量氣管在實(shí)驗(yàn)前后的液面差是由于生成的氨氣導(dǎo)致的，則生成的氨氣的質(zhì)量為，氮元素的質(zhì)量為，故嗅鹽中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

[反思拓展]

a、量氣管0刻度在上面，反應(yīng)前量氣管液面在0刻度處以下，會(huì)導(dǎo)致讀取的氨氣的體積偏大，從而導(dǎo)致質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，故a不符合題意；

b、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，調(diào)節(jié)兩端液面相平讀數(shù)，是正確的操作方法，不能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差，故b不符合題意；

c、反應(yīng)結(jié)束后未等裝置冷卻到室溫，就開始讀數(shù)，會(huì)導(dǎo)致氨氣的體積偏大，從而導(dǎo)致質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，故c不符合題意；

d、反應(yīng)前正確讀取量氣管中氣體體積，反應(yīng)后俯視讀數(shù)，會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)偏小，氨氣體積偏小，從而導(dǎo)致質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，故d符合題意；

e、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，彈簧夾K1、K2始終處于打開狀態(tài)，雖然可能有產(chǎn)生的氨氣通過(guò)K1擴(kuò)散進(jìn)入分液漏斗，但氨氣不能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，分液漏斗中原來(lái)的氣體也會(huì)擴(kuò)散到裝置中。因?yàn)樽x取數(shù)據(jù)時(shí)裝置內(nèi)外的壓強(qiáng)相等，雖然有少量氨氣留在反應(yīng)裝置、導(dǎo)氣管和分液漏斗中，但這些裝置中原來(lái)存在的氣體被量氣管收集，所以不會(huì)導(dǎo)致生成的氨氣體積測(cè)量數(shù)值偏小，從而不會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，故e不符合題意。故選d。