Question

16．将绿矾（FeSO₄•7H₂O）、硫酸铵[（NH₄）₂SO₄]以相等物质的量混合可制得摩尔盐[FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O]晶体．

I．根据上图回答：
（1）步骤1中加入Na₂CO₃溶液的作用洗涤铁屑表面的油污．结合离子方程式简要说明步骤1中加热的原因CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，加热促进CO₃^2-的水解，增大OH^-浓度．
（2）制得的晶体过滤后用无水乙醇洗涤而不用蒸馏水，理由是摩尔盐易溶于水而难溶于乙醇．
Ⅱ．制摩尔盐的原料之一是硫酸铵，评价硫酸铵化肥的主要指标如下：

	优等品	一等品	合格品
外观	白色结晶，无可见机械杂质	无可见机械杂质
氮（N）含量	≥21.0%	≥21.0%	≥20.5%

某研究性学习小组对某硫酸铵化肥样品进行了如下实验探究：

【观察外观】该硫酸铵化肥无可见机械杂质．
【实验探究】按图示装置进行实验．
【交流讨论】
（1）甲同学：根据此实验测得的数据，计算的硫酸铵化肥的含氮量偏高（填偏高、偏低、或不影响），实验装置中存在一个明显缺陷是缺少干燥装置．
（2）乙同学：实验过程中，往烧瓶中加入的浓氢氧化钠溶液一定要足量并充分加热，原因是NH₄⁺+OH^-═NH₃↑+H₂O，使得NH₄⁺全部转化为NH₃，最终进入B装置被吸收．
【探究结论】
（3）称取27.0g硫酸铵化肥样品，用改进后的实验装置重新进行实验，测得实验后B装置增重6.8g．则该化肥含氮量为20.7%，由此可判断该化肥的品质．

Answer 1

分析 制取摩尔盐晶体流程为：碳酸钠溶液呈碱性，加热促进碳酸钠水解导致溶液碱性增强，碱促进油脂水解，所以碳酸钠的作用是除去铁表面的油污，然后加稀硫酸溶解，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁，趁热过滤，然后加入硫酸铵发生（NH₄）₂ SO₄+FeSO₄+6H₂O=（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O↓，结晶过滤，摩尔盐易溶于水，难溶于有机溶剂，用酒精洗涤摩尔盐，得到摩尔盐晶体；
I．（1）碳酸钠溶液为碱性溶液，促进油脂水解；加热促进碳酸钠水解导致碱性增强；
（2）摩尔盐易溶于水而难溶于有机溶剂；
II．（1）水具有挥发性，加热时促进挥发，导致制得的氨气中含有水蒸气；
（2）NH₄⁺+OH^-═NH₃↑+H₂O，NaOH足量时使得NH₄⁺全部转化为NH₃，加热将气体进入B装置；
（3）根据N原子守恒计算m（N）质量，从而计算其含氮量．

解答 解：制取摩尔盐晶体流程为：碳酸钠溶液呈碱性，加热促进碳酸钠水解导致溶液碱性增强，碱促进油脂水解，所以碳酸钠的作用是除去铁表面的油污，然后加稀硫酸溶解，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁，趁热过滤，然后加入硫酸铵发生（NH₄）₂ SO₄+FeSO₄+6H₂O=（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O↓，结晶过滤，摩尔盐易溶于水，难溶于有机溶剂，用酒精洗涤摩尔盐，得到摩尔盐晶体；
I．（1）碳酸钠为强碱弱酸盐，碳酸根离子水解导致溶液呈碱性，碱能促进油脂水解且升高温度促进碳酸钠水解，导致溶液碱性增强，所以用碳酸钠洗涤油脂，水解方程式为CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，
故答案为：洗涤铁屑表面的油污；CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，加热促进CO₃^2-的水解，增大OH^-浓度
；
（2）摩尔盐易溶于水而难溶于有机溶剂乙醇，所以用乙醇洗涤摩尔盐而不是用水洗涤，
故答案为：摩尔盐易溶于水而难溶于乙醇；
II．（1）水具有挥发性，加热时促进挥发，导致制得的氨气中含有水蒸气，导致测定值偏高，为减少误差，应该有干燥氨气装置，
故答案为：偏高；缺少干燥装置；
（2）NH₄⁺+OH^-═NH₃↑+H₂O，NaOH足量时使得NH₄⁺全部转化为NH₃，加热将气体进入B装置，所以需要NaOH足量且加热，故答案为：NH₄⁺+OH^-═NH₃↑+H₂O，NaOH足量时使得NH₄⁺全部转化为NH₃，加热将气体进入B装置；
（3）根据N原子守恒得（NH₄）₂SO₄---2NH₃，B装置增加的质量为氨气质量，则m（N）=n（N）M（N）=n（NH₃）M（N）=$\frac{6.8g}{17g/mol}$×14g/mol=5.6g，则该化肥含氮量=$\frac{5.6g}{27.0g}$×100%=20.7%，所以为合格品，
故答案为：20.7%．

点评 本题考查物质制备，涉及物质制取、盐类水解、实验评价、化学方程式的计算等知识点，侧重考查学生实验操作、实验分析及计算能力，注意原子守恒的灵活运用，题目难度中等．