Question

【題目】嗅鹽(如圖 )是由易分解的銨鹽類物質和香料組成。釋放出的氨氣對人體神經會產生產生強烈的刺激作用，廣泛應用于體育比賽中。同學們對嗅鹽成分展開探究 (已知香料不參與下列探究中的任何反應)。

定性初探：嗅鹽中含有什么鹽類物質?

（猜想假設）

①碳酸銨：原因是碳酸銨晶體受熱易分解產生NH3、H2O、CO2。

②碳酸氫銨：原因是(用化學方程式表示) ___。

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。

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溶劑)。

（實驗探究）

（1）陽離子驗證：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__， 觀察到預期的實驗現象。

（2）陰離子驗證：

①取少量樣品放入試管中，滴加足量稀鹽酸，將產生氣體通入___，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，產生白色沉淀。

（初步結論）僅根據實驗探究，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?

（設計方案）甲同學設計了如圖的實驗方案(加熱及固定裝置已省略，本實驗狀況下銨根離子可完全轉化為NH3，NH3密度為0.7g/L)。 經過交流討論，同學們認為有以下兩處需要改進。

（1）欲使實驗成功進行，裝置B中藥品需要作的改動是___。

（2）欲使實驗結果精確，在裝置與B之間K3處應添加的儀器較合適的是___。(選填“C”或“D”)。

（進行實驗）取樣品 1.0 克配成溶液進行實驗，裝置B中量氣管在實驗前后的液面差為 242.9mL。

（實驗結論）嗅鹽中氮元素的質量分數為___。

（反思拓展）若其他操作均正確，下列會導致所測氮元素的質量分數偏小的是__。(填字母)。

a 實驗開始，量氣管內液面低于量氣管頂端的0刻度線

b 反應結束，調節(jié)水準管使裝置B兩端液面相平后讀數

c 反應結束，未等裝置冷卻到室溫就開始讀取氣體體積

d 反應前正確讀取量氣管中氣體體積，反應后俯視讀數

e 實驗進行過程中，彈簧夾K1、K2始終處于打開狀態(tài)

Answer 1

【答案】 濕潤的紅色石蕊試紙 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生成氨氣，氨氣和水反應生成氨水，氨水顯堿性，能使石蕊變藍色。

[猜想假設]

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

[實驗探究]

（1）銨根離子和氫氧根離子能反應生成氨氣和水，氨氣溶于水形成氨水，顯堿性，能使紅色石蕊試紙變藍色。故陽離子驗證方法是：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色，故紅色石蕊試紙必須用水潤濕）。觀察到預期的實驗現象（即觀察到紅色石蕊試紙變藍），驗證了樣品中含有銨根離子。

（2）陰離子驗證：

①樣品中可能含有碳酸銨或碳酸氫銨，這兩種物質都能和稀鹽酸反應生成二氧化碳，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，將產生氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁。

[初步結論] 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，產生白色沉淀。因為氯化鈣稀溶液與碳酸氫銨稀溶液不發(fā)生反應，而氯化鈣溶液和碳酸銨溶液能反應生成碳酸鈣沉淀，所以根據實驗現象，可以確定嗅鹽中一定含有的鹽是碳酸銨。

II．[設計方案]

（1）氨氣易溶于水，欲使實驗成功進行，需要隔離氨氣和水，故裝置B中藥品需要作的改動是：量氣管水面上加一層植物油（因為氨氣難溶于植物油）。

（2）堿石灰是固體，如果使用堿石灰做干燥劑，應使用C裝置，而濃硫酸是液體，如果使用濃硫酸做干燥劑，應使用D裝置。實驗中有水生成，欲使實驗結果精確，需要吸收氨氣中的水分，因為氨氣能與濃硫酸反應生成硫酸銨，而氨氣不能與堿石灰反應，故在裝置與B之間K3處應添加的儀器較合適的是：C。

[實驗結論]

裝置B中量氣管在實驗前后的液面差是由于生成的氨氣導致的，則生成的氨氣的質量為，氮元素的質量為，故嗅鹽中氮元素的質量分數為。

[反思拓展]

a、量氣管0刻度在上面，反應前量氣管液面在0刻度處以下，會導致讀取的氨氣的體積偏大，從而導致質量分數偏大，故a不符合題意；

b、實驗結束后，調節(jié)兩端液面相平讀數，是正確的操作方法，不能導致實驗結果出現偏差，故b不符合題意；

c、反應結束后未等裝置冷卻到室溫，就開始讀數，會導致氨氣的體積偏大，從而導致質量分數偏大，故c不符合題意；

d、反應前正確讀取量氣管中氣體體積，反應后俯視讀數，會導致讀數偏小，氨氣體積偏小，從而導致質量分數偏小，故d符合題意；

e、實驗進行過程中，彈簧夾K1、K2始終處于打開狀態(tài)，雖然可能有產生的氨氣通過K1擴散進入分液漏斗，但氨氣不能和氫氧化鈉溶液反應，分液漏斗中原來的氣體也會擴散到裝置中。因為讀取數據時裝置內外的壓強相等，雖然有少量氨氣留在反應裝置、導氣管和分液漏斗中，但這些裝置中原來存在的氣體被量氣管收集，所以不會導致生成的氨氣體積測量數值偏小，從而不會導致質量分數偏小，故e不符合題意。故選d。