Question

【题目】空气是人类最宝贵的自然资源，空气中氮气的含量最多，氮气在高温、高能量条件下可与某些物质发生反应。图1是以空气和其他必要的原料合成氮肥（NH4HCO3）的流程，请按要求回答下列问题：

（1）步骤①中可利用氮气和氧气的_____不同分离出氮气和氧气。分离液态空气可得到合成氨所需要的氮气，是_____变化（填“物理”或者“化学”）。

（2）写出步骤②中发生反应的化学方程式_____。

（3）图2是化肥碳酸氢铵包装袋上的部分说明，这种化肥含氮量是否达到16%？带着问题，兴趣小组的同学取了一些化肥样品，进入实验室。

（查找资料）

①碱石灰能够吸收水和CO2，但是不吸收NH3；

②浓硫酸能吸收NH3，但是不吸收CO2；

③氨气溶于水形成氨水。

（性质探究）该同学设计了如下的实验装置：

①用A装置给碳酸氢铵加热，装药品前，必须进行的一步操作是_____。

②取适量碳酸氢铵加入试管，连接A、C、E装置，加热，E中的现象是_____。

③连接A、B装置，继续加热，观察到试管口的现象是_____，证明有水生成；B中的现象是_____，证明有二氧化碳生成。

④碳酸氢铵在受热时发生反应的化学方程式是_____。

（含量分析）将装置A、C、D依次连接，加入20g化肥样品，加热至A中固体完全消失．

她称量装置D的质量如表：

实验前D装置的质量	149g
实验后D装置的质量	152.4g

⑤由此分析得知：反应中产生氨气的质量为_____g。

⑥假设杂质中不含氮元素，请计算此化肥含氮元素的质量分数为_____。（写出计算过程）

Answer 1

【答案】沸点 物理 检查装置的气密性 无色酚酞试液变红 水珠出现 澄清石灰水变浑浊 3.4g 14%

【解析】

（1）根据利用氮气和氧气的沸点不同可以分离出氮气和氧气进行分析；结合物理变化与化学变化的特点分析。

（2）根据氢气和氮气在一定条件下生成氨气进行分析；

（3）根据化肥碳酸氢铵包装袋上的部分说明进行分析并计算；①根据装药品前需要检查装置的气密性进行解答；②根据无色酚酞遇碱变红色进行分析；③根据碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水进行解答；④根据碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水进行解答；⑤根据质量守恒定律进行计算；

⑥根据氨气的质量求出此化肥中氮元素含量。

（1）利用氮气和氧气的沸点不同可以分离出氮气和氧气；由于变化中没有新物质生成，故其为物理变化。

（2）氢气和氮气在一定条件下生成氨气，反应的化学方程式为：；

（3）①用A装置给碳酸氢铵加热，装药品前，必须进行的一步操作是：检查装置的气密性；②无色酚酞遇碱变红色，所以取适量碳酸氢铵加入试管，连接A、C、E装置，加热，E中的现象是无色酚酞试液变红；③碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以观察到试管口的现象是有水珠出现，B中的现象是澄清石灰水变浑浊；④碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水，反应的化学方程式是：； ⑤碱石灰能吸收水和二氧化碳，浓硫酸和氨气反应生成硫酸铵，所以实验后D装置增加的质量就是氨气的质量，所以氨气的质量为152.4g-149g=3.4g；

⑥化肥含氮元素质量分数为：