16.碳酸氢铵是一种常见的氮肥,某班同学为测定某碳酸氢铵化肥中氮元素的质量分数,设计了如下几种实验方案,请你跟他们一起参加探究.
资料:1.碳酸氢铵易溶于水,在空气中极易吸收水蒸气.
2.碳酸氢铵与硫酸反应的化学方程式:2NH
4HCO
3+H
2SO
4═(NH
4)
2SO
4+2H
2O+2CO
2↑
3.碳酸氢铵化肥含氮量的国家标准是:一级品含氮量≥17.10%,二级品含氮量≥16.80%.
4.碳酸氢铵化肥中所含杂质不含氮元素,也不与稀硫酸反应
方案甲:取样10.0克,用如下装置进行实验,测量C装置在反应前后增加的质量(氨气能与硫酸反应):
(1)A装置中发生反应的化学方程式为NH
4HCO
3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH
3↑+CO
2↑+H
2O.
(2)B装置的作用是吸收生成的二氧化碳和水.
(3)该组同学用以上装置测出的氮元素含量明显偏大,可能的原因是B.
A.试管中还有残留的气体没有被吸收 B.外界空气中的水蒸气进入C装置中
C.样品中碳酸氢铵没有完全分解
(4)经同学们讨论,认为C中浓硫酸最好换成下列某种试剂,你认为该试剂是B.
A.水 B.稀硫酸 C.浓盐酸
(5)碳酸氢铵完全分解后,应该先断开C装置再移走酒精灯,原因是防止液体倒吸.
方案乙:取样10.0克,加水完全溶解配成试样溶液,放入如图所示装置中进行实验:
实验步骤:①按图连接仪器,检查装置气密性;②装入药品;③打开b处弹簧夹,从a处通入空气;④称量装置D及其中药品的质量;⑤关闭b处弹簧夹;⑥打开分液漏斗旋塞,滴入稀硫酸,直到无气泡产生;⑦----;⑧称量装置D及其中药品的质量.
(1)请补出上面步骤中缺少的步骤打开b处弹簧夹,缓缓通入空气.
(2)装置A中装入的试剂可能是氢氧化钠溶液,如果没有此装置,实验最后测出的化肥中氮元素质量分数偏大(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
(3)装置E的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入D装置.
(4)实验中,该组同学测得反应后D装置及其中药品的质量增加了5.4g,则该化肥中氮元素的质量分数为17.2%.(保留1位小数)
在分析上述两种方案的优缺点后,老师提出了方案丙进行精确测定.
方案丙:①用电子天平准确称取2.000g化肥样品,装入锥形瓶中;②往锥形瓶中加入50mL浓度为0,.049g/mL的硫酸溶液,振荡,使其与样品完全反应;③加热煮沸;④冷却,滴入几滴混合指示剂;⑤往上述溶液中逐滴滴入浓度为0.040g/mL的氢氧化钠溶液,至锥形瓶中液体变为灰绿色(此时多余硫酸与氢氧化钠溶液恰好完全反应,硫酸铵未与氢氧化钠溶液反应),共用去25mL氢氧化钠溶液.试回答下列问题:
(1)用电子天平称样品时必须迅速,原因是防止碳酸氢铵吸收空气中的水蒸气.
(2)第③步中加热煮沸的目的是赶出溶液中的二氧化碳.
(3)第⑤歩加入氢氧化钠溶液发生反应的化学方程式为2NaOH+H
2SO
4=Na
2SO
4+2H
2O.
(4)通过计算判断该碳酸氢铵化肥属于一级品还是二级品.