Question

糧食問題一直困擾著人類．1824年，德國化學家維勒首次人工合成尿素，標志著化學肥料的誕生．之后化肥在全世界普遍應用，使糧食產量大幅度增長．
[化肥成分初步分析]小兵同學在家里發(fā)現(xiàn)一袋化肥，其標簽被污損（如圖所示）．
他看到袋中化肥是白色晶體，用少量肥料跟熟石灰一起研磨，有濃烈的刺激性氣味，判定化肥的主要成分的化學式（寫在右邊標簽中），由此他想到施用該化肥時應注意

黃金肥王 化學式：___________

[化肥成分的進一步測定]小兵對標簽上的含量標注產生了懷疑，于是他重新設計實驗：取該化肥樣品8g與足量熟石灰（雜質不參加反應）混合加熱后將生成的氨氣干燥后用足量的稀硫酸吸收，稀硫酸質量增加了1.7g，根據計算發(fā)現(xiàn)原來化肥標簽上的標注有“貓膩”，請根據計算結果重新填寫標簽上的標注．
[拓展和遷移]小兵又想到能否用該化肥與氫氧化鈣固體混合加熱制氨氣．查閱資料發(fā)現(xiàn)氨氣是一種密度比空氣小、且極易溶于水的氣體，在常溫下遇到HCl氣體，會產生大量白煙，白煙的主要成分是這兩種氣體化合形成的氯化銨的固體小顆粒．帶著極大的興趣，小兵想先制取干燥的氨氣，然后利用它來探究與HCl氣體的反應．經過討論，設計了如下實驗裝置：

注：整套裝置的氣密性良好（且圖1中的B和C裝置還不完善，有待于同學們在實驗過程中選擇和補充），D裝置的試管內有一張濕潤的紅色石蕊試紙；E裝置的作用是吸收反應產生的剩余氨氣，防止其進入空氣，造成污染；堿石灰固體是氫氧化鈉和生石灰的混合物．
（1）請寫出A裝置內反應的化學方程式：______．
（2）請你參與小組的探究：

實驗目的	實驗操作及現(xiàn)象
制取一燒瓶干燥的氨氣	①按圖1裝配儀器和試劑，其中圖1方框內的B裝置應選擇圖2中的____（填序號）B裝置的作用是____________________；不選擇另一裝置的原因是：________________________．請在C裝置的燒瓶內畫出連接止水夾K1和K3的導管長度情況的示意圖． ②打開止水夾K1和K3，關閉止水夾K2，點燃酒精燈加熱，當出現(xiàn)__________現(xiàn)象時，說明C中氣體已收滿，停止加熱，并關閉止水夾K1和K3．裝置E中干燥管的作用是____________________________
探究氨氣與HCl氣體的反應	③打開止水夾K2，一段時間后，除了看到有大量白煙生成這一現(xiàn)象外，還可觀察到____________________，導致這一現(xiàn)象的主要原因是______________．

Answer 1

解：[化肥成分初步分析]
熟石灰是Ca（OH）₂，“用少量肥料跟熟石灰一起研磨，有濃烈的刺激性氣味”，因為硫酸銨與氫氧化鈣反應的化學方程式為：（NH₄）₂SO₄+Ca（OH）₂CaSO₄↓+2NH₃↑+2H₂O，氨氣有濃烈的刺激性氣味．故可推斷化肥的主要成分的化學式為：（NH₄）₂SO₄；因為反應中生成硫酸鈣沉淀，故施用該化肥時應注意不能和堿性物質共用，以免損失肥效；
[化肥成分的進一步測定]
設樣品中（NH₄）₂SO₄的質量為x，
（NH₄）₂SO₄+Ca（OH）₂CaSO₄↓+2NH₃↑+2H₂O
132 34
x 1.7g
132：34=x：1.7g
解之得：x=6.6g．
化肥的純度為：×100%=82.5%．
（NH₄）₂SO₄中氮元素的含量為：×100%≈21.2%，
化肥中氮元素的含量為：82.5%×21.2%=17.5%．
故含氮量應為17.5%，化肥的純度應為為82.5%．
[拓展和遷移]
（1）硫酸銨與氫氧化鈣反應的化學方程式為：（NH₄）₂SO₄+Ca（OH）₂CaSO₄↓+2NH₃↑+2H₂O，
（2）（實驗操作及現(xiàn)象）①圖1方框內的B裝置應選擇圖2中的①，它的作用是吸水干燥；因為濃硫酸在吸水的同時會與氨氣反應，故不用②裝置；
②點燃酒精燈加熱時，當D中石蕊試紙變藍時，說明C中氣體已收滿（因為氨水顯弱堿性）．裝置E中干燥管的作用是防止水倒吸．
③打開止水夾K₂一段時間后，除了可以看到有大量白煙這一現(xiàn)象外，還可看到氣球膨脹，主要原因是氣體反應后的產物為固體，內部氣壓變�。�
故答案為：不能和堿性物質共用（其他合理答案均可），

黃金肥王 化學式：（NH4）2SO4

[化肥成分的進一步測定]
含氮量應為17.5%，化肥的純度應為為82.5%．
（1）（NH₄）₂SO₄+Ca（OH）₂CaSO₄+2H₂O+2NH₃↑

實驗目的	實驗操作及現(xiàn)象
	①①吸水干燥；濃硫酸同時會與氨氣反應 圖示如上 ②D中石蕊試紙變藍 防止水倒吸
	③氣球膨脹；氣體反應后的產物為固體，內部氣壓變�。�

分析：[化肥成分初步分析]
熟石灰是Ca（OH）₂，硫酸銨與氫氧化鈣反應生成硫酸鈣、水和氨氣，據此寫出化肥的主要成分的化學式；根據化學方程式中的生成物質的性質，即可判斷施用該化肥時應注意的問題；
[化肥成分的進一步測定]
根據硫酸氨與氫氧化鈣反應的化學方程式和生成氨氣的質量，列出比例式，即可計算出樣品中（NH₄）₂SO₄的質量，然后根據質量分數(shù)公式即可計算出化肥的純度和（NH₄）₂SO₄中氮元素的含量；
[拓展和遷移]
（1）熟石灰是Ca（OH）₂，硫酸銨與氫氧化鈣反應生成硫酸鈣、水和氨氣，據此寫出化學方程式；
（2）根據實驗操作要求分析，即可正確解答．
點評：此題主要是考查同學們的綜合分析能力，不但要求同學們具備有關物質的基礎知識，而且要有實驗操作的經歷和分析、解決化學實驗問題的能力．本題步驟較多，學生在解題時須有足夠的耐心和細心，才能正確解答．