Question

氮肥NH₄HCO₃、（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃等是在农业生产中不可缺少的肥料．
Ⅰ．小明发现家中施用的碳酸氢铵（NH₄HCO₃）减少了，并闻到一股刺激性的气味．他很好奇，于是和同学们进行探究，请你一同参与：
提出问题：碳酸氢铵减少的原因是什么？
猜想假设：碳酸氢铵受热易分解，产物可能为水、二氧化碳、氨气．
实验设计：小明设计了如右图所示的装置进行实验（实验装置中的铁架台省略）．
（1）根据现象______，证明实验后生成了水和氨气．
（2）装置B中澄清石灰水______，证明产物中有二氧化碳生成．
（3）小红同学认为若将装置B中澄清石灰水改为NaOH溶液，再经过某实验操作，也可以证明碳酸氢铵分解后有二氧化碳生成，请你帮她设计完成实验：

实验步骤	实验现象	反应的化学方程式
______	______	______

实验结论：碳酸氢铵受热易分解，其反应的化学方程式为______ NH₃↑+H₂O+CO₂↑

Answer

I、实验设计：（1）分析装置图，判断装置中各部分可能出现的现象，分析得能证明分解生成氨气和水所观察到的现象；
（2）B装置试管内的澄清石灰水可以检验是否产生气体二氧化碳；
（3）若改用氢氧化钠溶液吸收，由于二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠而无明显现象，因此，通过检验溶液中含有碳酸钠的方法，也可检验反应放出了二氧化碳；
实验结论：总结以上实验，判断碳酸氢铵分解生成的产物，写出反应的化学方程式；
实验反思：根据实验探，归纳出碳酸氢铵的性质，判断保存方法；
II、（1）根据吸收氨气的溶液总质量m与反应时间t的变化关系图，可知完全反应后溶液总质量为106.8g，与反应前100g硫酸的质量差即为所吸收氨气的质量；
（2）根据氨气的质量计算氨气中氮元素的质量，即样品中氮元素的质量，氮元素与样品的质量比可计算该化肥的含氮量，与标准比较判断是否合格；
（3）废硫酸中硫酸的质量分数=×100%，其中硫酸的质量，根据反应的化学方程式可由吸收氨气的质量计算求得；
（4）分析实验中浓硫酸可能吸收的物质，判断造成实验测得硫酸铵化肥的含氮量高于实际值的原因．
【解析】
I、实验设计：（1）若置于试管口处的干燥的红色石蕊试纸变蓝色，根据氨气遇水呈现碱性，可判断分解生成了水和氨气；
（2）若观察到装置B试管内澄清石灰水就浑浊，说明反应放出二氧化碳气体；
（3）利用碳酸钠能与盐酸反应放出二氧化碳气体，取反应后试管B溶液滴加稀盐酸，若观察到有气体放出可说明溶液中含有碳酸钠，则证明分解放出了二氧化碳与氢氧化钠反应生成了碳酸钠；
实验结论：根据以上实验可说明，碳酸氢铵受热分解生成了水、氨气、二氧化碳，因此反应的化学方程式为：NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑；
实验反思：由于碳酸氢铵受热能发生分解，因此保存碳酸氢铵时应放在避光的阴凉处密封保存；
II、（1）根据吸收氨气的溶液总质量m与反应时间t的变化关系图可知，完全反应后产生氨气=106.8g-100.0g=6.8g；
（2）该化肥的含氮量=×100%=20.4%＞20%，则这种化肥属于合格品；
（3）设废硫酸中纯硫酸的质量为x．
2NH3+H2SO4═（NH4）2SO4
34    98
6.8g   x
= x==19.6g
废硫酸中硫酸的质量分数=×100%=19.6%
答：废硫酸中硫酸的质量分数为19.6%；
（4）浓硫酸具有吸水性，分解产生的水被浓硫酸吸收，导致所测得氨气质量偏大；
故答案为：
Ⅰ、【实验设计】（1）干燥的红色石蕊试纸变蓝；
（2）变浑浊；
（3）

实验步骤 实验现象 反应的方程式
取装置B中溶液少许，滴加稀盐酸（或氯化钙或氢氧化钡溶液等） 产生气泡
（其它对应现象） Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O
（其它对应方程式）

其它合理答案均可
【实验结论】NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑；
【实验反思】避光、避热、密封等；
Ⅱ、计算：
（1）6.8g；
（2）20.4%；合格；
（3）废硫酸中硫酸的质量分数为19.6%．
（4）加热反应产生的水蒸汽被废硫酸吸收，导致所测吸收液质量比只吸收氨气大．