问题 实验题

碳铵是一种较常使用的化肥,它在常温下易分解。某化学兴趣小组对碳铵的成分存在疑问,进行了如下探究。

【定性实验】检验溶液中的阴、阳离子。

取少量固体放入试管中,加入盐酸,把生成的气体通入澄清石灰水中,有白色沉淀生成。再另取少量碳铵放入试管中,加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,石蕊试纸变蓝色。

(1)根据实验现象,推测碳铵中所含有阴离子可能是        

(2)据实验现象,碳铵与足量NaOH溶液加热反应的离子方程式可能是           

【定量实验】测定碳铵中C元素和N元素质量比。

该兴趣小组准确称取ag碳铵,加热使之分解,并把产物通入碱石灰中,如下图所示。

(1)碳铵固体应放在     中进行加热。

A.试管

B.蒸发皿

C.烧瓶

D.坩埚(2)从安全的角度考虑,尾气处理的装置可以选用      

                     A          B             C     D

(3)若灼烧后没有固体残余,称量U形管在实验前后的质量差为bg。由此测得N元素的质量是 g。

(4)为了测定碳铵中碳元素的质量,他们设计的实验方案是将ag碳铵完全溶解于水,加入过量BaCl2,然后测定生成沉淀质量。请你评价该方案是否合理。       (填“合理”“不合理”),理由是                                            

答案

【定性实验】(1)HCO3、CO32    (各1分,共2分)

(2)NH4+OH=NH3↑+H2O; HCO3+OH=CO32+H2O

(或NH4+HCO3+2OH=NH3+CO32+2H2O)    (2分)

【定量实验】(1)A  (2分)(2)A   (2分) (3) (a-b)    (2分)

(4)本小题属于开放性试题,若考生回答“合理”或“不合理”且理由能做出相应解释,可酌情给分(3分)。例如:考生回答

①不合理,因为碳铵中可能含有HCO3,不能与BaCl2产生沉淀,所测得碳元素质量分数不准确。

②合理,因为碳铵中只含有CO32,加入BaCl2能完全生成沉淀,可准确测得碳元素的质量”。

③不合理;测得的结果不准确。

题目分析:【定性实验】(1)取少量固体放入试管中,加入盐酸,把生成的气体通入澄清石灰水中,有白色沉淀生成,这说明该气体应该是二氧化碳,所以碳铵中所含有阴离子可能是HCO3、CO32

(2)另取少量碳铵放入试管中,加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,石蕊试纸变蓝色,这说明该气体是氨气,所以碳铵与足量NaOH溶液加热反应的离子方程式可能是NH4+OH=NH3↑+H2O;HCO3+OH=CO32+H2O或NH4+HCO3+2OH=NH3+CO32+2H2O。

【定量实验】(1)固体灼烧应该放在坩埚或试管中进行,由于需要测量生成的气体,因此应该放在试管中,答案选A。

(2)尾气主要是氨气,氨气极易溶于水,直接通入中水中吸收容易引起液体倒吸,选项BC容易倒吸,D不符合吸收要求,所以答案选A。

(3)碱石灰吸收的是水和二氧化碳,U形管增加的质量就是水和二氧化碳的质量,则根据原子守恒可知,固体灼烧放出氨气的质量是(a-b)g,所以根据氮原子守恒可知N元素的质量是 (a-b)。

(4)能和氯化钡反应的是碳酸盐,因此如果该物质中含有碳酸氢铵,则是不合理的。因为HCO3不能与BaCl2产生沉淀,所测得碳元素质量分数不准确;但如果该物质中只有碳酸铵则是合理的,因为加入BaCl2能完全生成沉淀,可准确测得碳元素的质量”。

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