Question

【题目】嗅盐(如图 )是由易分解的铵盐类物质和香料组成。释放出的氨气对人体神经会产生产生强烈的刺激作用，广泛应用于体育比赛中。同学们对嗅盐成分展开探究 (已知香料不参与下列探究中的任何反应)。

定性初探：嗅盐中含有什么盐类物质?

（猜想假设）

①碳酸铵：原因是碳酸铵晶体受热易分解产生NH3、H2O、CO2。

②碳酸氢铵：原因是(用化学方程式表示) ___。

③....

（查阅资料）

①氯化钙稀溶液与碳酸氢铵稀溶液不发生反应。

②NH3极易溶于水，难溶于植物油和四氯化碳(一种密度比水大的有机溶剂)。

（实验探究）

（1）阳离子验证：取少量样品放入试管中，加水溶解，加入氢氧化钠溶液共热，在试管口放一张__， 观察到预期的实验现象。

（2）阴离子验证：

①取少量样品放入试管中，滴加足量稀盐酸，将产生气体通入___，溶液变浑浊。

②取少量样品放入试管中，加水溶解，取上层清液加入氯化钙稀溶液，产生白色沉淀。

（初步结论）仅根据实验探究，嗅盐中一定含有的盐是___。

II．定量再探：嗅盐中氮元素含量是多少?

（设计方案）甲同学设计了如图的实验方案(加热及固定装置已省略，本实验状况下铵根离子可完全转化为NH3，NH3密度为0.7g/L)。 经过交流讨论，同学们认为有以下两处需要改进。

（1）欲使实验成功进行，装置B中药品需要作的改动是___。

（2）欲使实验结果精确，在装置与B之间K3处应添加的仪器较合适的是___。(选填“C”或“D”)。

（进行实验）取样品 1.0 克配成溶液进行实验，装置B中量气管在实验前后的液面差为 242.9mL。

（实验结论）嗅盐中氮元素的质量分数为___。

（反思拓展）若其他操作均正确，下列会导致所测氮元素的质量分数偏小的是__。(填字母)。

a 实验开始，量气管内液面低于量气管顶端的0刻度线

b 反应结束，调节水准管使装置B两端液面相平后读数

c 反应结束，未等装置冷却到室温就开始读取气体体积

d 反应前正确读取量气管中气体体积，反应后俯视读数

e 实验进行过程中，弹簧夹K1、K2始终处于打开状态

Answer 1

【答案】 湿润的红色石蕊试纸 澄清石灰水 碳酸铵 量气管水面上加一层植物油 C 14.0% d

【解析】

铵盐和氢氧化钠在加热条件下反应生成氨气，氨气和水反应生成氨水，氨水显碱性，能使石蕊变蓝色。

[猜想假设]

②碳酸氢铵：原因是碳酸氢铵加热生成氨气、二氧化碳和水，故化学方程式表示为：。

[实验探究]

（1）铵根离子和氢氧根离子能反应生成氨气和水，氨气溶于水形成氨水，显碱性，能使红色石蕊试纸变蓝色。故阳离子验证方法是：取少量样品放入试管中，加水溶解，加入氢氧化钠溶液共热，在试管口放一张湿润的红色石蕊试纸（氨气本身不能使石蕊变色，氨气溶于水形成氨水，显碱性，才能使红色石蕊试纸变蓝色，故红色石蕊试纸必须用水润湿）。观察到预期的实验现象（即观察到红色石蕊试纸变蓝），验证了样品中含有铵根离子。

（2）阴离子验证：

①样品中可能含有碳酸铵或碳酸氢铵，这两种物质都能和稀盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故取少量样品放入试管中，滴加足量稀盐酸，将产生气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊。

[初步结论] 取少量样品放入试管中，加水溶解，取上层清液加入氯化钙稀溶液，产生白色沉淀。因为氯化钙稀溶液与碳酸氢铵稀溶液不发生反应，而氯化钙溶液和碳酸铵溶液能反应生成碳酸钙沉淀，所以根据实验现象，可以确定嗅盐中一定含有的盐是碳酸铵。

II．[设计方案]

（1）氨气易溶于水，欲使实验成功进行，需要隔离氨气和水，故装置B中药品需要作的改动是：量气管水面上加一层植物油（因为氨气难溶于植物油）。

（2）碱石灰是固体，如果使用碱石灰做干燥剂，应使用C装置，而浓硫酸是液体，如果使用浓硫酸做干燥剂，应使用D装置。实验中有水生成，欲使实验结果精确，需要吸收氨气中的水分，因为氨气能与浓硫酸反应生成硫酸铵，而氨气不能与碱石灰反应，故在装置与B之间K3处应添加的仪器较合适的是：C。

[实验结论]

装置B中量气管在实验前后的液面差是由于生成的氨气导致的，则生成的氨气的质量为，氮元素的质量为，故嗅盐中氮元素的质量分数为。

[反思拓展]

a、量气管0刻度在上面，反应前量气管液面在0刻度处以下，会导致读取的氨气的体积偏大，从而导致质量分数偏大，故a不符合题意；

b、实验结束后，调节两端液面相平读数，是正确的操作方法，不能导致实验结果出现偏差，故b不符合题意；

c、反应结束后未等装置冷却到室温，就开始读数，会导致氨气的体积偏大，从而导致质量分数偏大，故c不符合题意；

d、反应前正确读取量气管中气体体积，反应后俯视读数，会导致读数偏小，氨气体积偏小，从而导致质量分数偏小，故d符合题意；

e、实验进行过程中，弹簧夹K1、K2始终处于打开状态，虽然可能有产生的氨气通过K1扩散进入分液漏斗，但氨气不能和氢氧化钠溶液反应，分液漏斗中原来的气体也会扩散到装置中。因为读取数据时装置内外的压强相等，虽然有少量氨气留在反应装置、导气管和分液漏斗中，但这些装置中原来存在的气体被量气管收集，所以不会导致生成的氨气体积测量数值偏小，从而不会导致质量分数偏小，故e不符合题意。故选d。