1、课时作业1某小组以COCl26H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。为确定其组成，进行如下实验。氨的测定：精确称取w g X，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10% NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V1 mL c1 molL1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c2 molL1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。氯的测定：准确称取样品X，配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定，K2CrO4溶液为指示剂，至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。回答下列问
2、题：(1)样品中氨的质量分数表达式为_。(2)测定氨前应该对装置进行气密性检验，若气密性不好测定结果将_(填“偏高”或“偏低”)。(3)测定氯的过程中，使用棕色滴定管的原因是_；滴定终点时，若溶液中c(Ag)2.0105 molL1，c(CrO)为_ molL1。已知：Ksp(Ag2CrO4)1.121012。解析：(1)与氨气反应的n(HCl)103(c1V1c2V2)mol，根据氨气和HCl的反应关系知，n(NH3)n(HCl)103(c1V1c2V2)mol，故氨的质量分数103(c1V1c2V2)17/w100%。(2)若气密性不好，导致部分氨气逸出，使测定结果偏低。(3)因为指示剂硝
3、酸银不稳定，见光易分解，为防止硝酸银分解，使用棕色滴定管；根据溶度积的相关计算知识，c(CrO)Ksp(Ag2CrO4)/c2(Ag)2.8103。答案：(1)103(c1V1c2V2)17/w100%(2)偏低(3)防止硝酸银见光分解2.81032(2017全国高考卷，26)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。已知：NH3H3BO3=NH3H3BO3；NH3H3BO3HCl=NH4ClH3BO3。回答下列问题：(1)a的作用是_。(2)b中放入少量碎瓷片的目的是_。f的名称是_。(3)清
4、洗仪器：g中加蒸馏水；打开k1，关闭k2、k3，加热b，蒸气充满管路；停止加热，关闭k1，g中蒸馏水倒吸进入c，原因是_；打开k2放掉水。重复操作23次。(4)仪器清洗后，g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂。铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭k3，d中保留少量水。打开k1，加热b，使水蒸气进入e。d中保留少量水的目的是_。e中主要反应的离子方程式为_，e采用中空双层玻璃瓶的作用是_。(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定，滴定g中吸收液时消耗浓度为c molL1的盐酸V mL，则样品中氮的质量分数为_%，样品的纯度_%。解析：(1)加热水蒸气时，若关闭k
5、1，b中压强增大，a可起安全管的作用，防止烧瓶内压强过大，造成事故。(2)碎瓷片可防止蒸馏水在加热时暴沸；f是直形冷凝管。(3)关闭k1后形成密封体系，水蒸气冷凝，管路内形成负压，导致g中水倒吸入c中。(4)d中保留少量水可以起到液封作用，防止生成的NH3逸出。铵盐与碱在加热条件下反应生成氨气，离子方程式为NHOHNH3H2O。e采用中空双层玻璃瓶可起到保温作用，使生成的氨气尽可能地逸出，以减小实验误差。(5)由题给化学方程式NH3H3BO3=NH3H3BO3、NH3H3BO3HCl=NH4ClH3BO3，根据氮原子守恒可得关系式：C2H5NO2NHCl。n(C2H5NO2)n(N)n(HCl
6、)cV103 mol，则样品中氮的质量分数为100%；样品的纯度100%。答案：(1)避免b中压强过大(2)防止暴沸直形冷凝管(3)c中温度下降，管路中形成负压(4)液封，防止氨气逸出NHOHNH3H2O保温使氨完全蒸出(5)3氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种用途广泛的化工原料。有关资料及制取步骤如下：氨基甲酸铵在常温下、干燥的空气中稳定，遇水或潮湿空气则生成碳酸铵或碳酸氢铵。制备氨基甲酸铵的原理为2NH3(g)CO2(g)NH2COONH4(s)H0按图中装置进行制备实验：步骤1：检查装置的气密性。步骤2：在相应仪器中装入药品，其中在三颈烧瓶中加入足量的氢氧化钠固体，恒压滴液漏斗中装入
7、浓氨水。步骤3：滴加浓氨水并搅拌，调节反应速率，在反应器中得到产品。请回答下列问题：(1)干燥管中盛放的药品是_。(2)对比碳酸盐和酸反应制CO2，该实验利用干冰升华产生CO2气体的优点有_、_。(3)以恒压滴液漏斗代替分液漏斗的目的是_。(4)浓硫酸的作用：_。(5)取部分因变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.782 g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为_。解析：(1)为防止副反应的发生，制备氨基甲酸铵的原料氨气必须进行干燥。因为氨气是碱性气体，所以干燥氨气应该用碱石灰。(2)用碳酸盐和酸反应制
8、CO2，生成的CO2必须进行净化和干燥处理，而直接利用干冰制备CO2，不需要净化和干燥；又因为干冰升华变为CO2气体是吸热反应，可以提供低温环境，使平衡正向移动，可以提高转化率。(3)恒压滴液漏斗代替分液漏斗可以平衡内外压强，使氨水顺利滴下。(4)氨气是碱性气体，浓硫酸是强酸，且具有吸水性，所以浓硫酸起到吸收多余的氨气，同时防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解的作用。(5)产物是碳酸钙，其物质的量为1.000 g100 g/mol0.01 mol。设样品中氨基甲酸铵物质的量为x mol，碳酸氢铵物质的量为y mol，依据碳原子守恒得到：xy0.01，又因为78x79y0.782，解得x0
9、.008，y0.002，则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为0.008 mol0.01 mol100%80%。答案：(1)碱石灰(2)不需要干燥提供低温环境，提高转化率(3)使氨水顺利滴下(4)吸收多余氨气；防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解(5)0.80或80%4硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2是分析化学中的重要试剂，在隔绝空气加热至500 时能完全分解，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。某化学小组选用如图所示装置进行实验(夹持装置略)，探究此反应产物。(1)甲同学根据可能生成的气体产物，设计下列实验：操作步骤实验现象结论或解释按_的顺序组装仪器并进行实验_气体产
10、物中既有H2O，也有NH3按A、C、D、E的顺序组装仪器并进行实验，其中装置C的作用是_C中无明显现象，D中生成白色沉淀D中发生反应的离子方程式为_(2)乙同学称取14.20 g硫酸亚铁铵固体，隔绝空气加热至500 时使其完全分解，冷却后称得固体质量为4.00 g，则所得固体产物的化学式为_(硫酸亚铁铵的摩尔质量为284 gmol1)。(3)实验证明：(NH4)2Fe(SO4)2受热分解除上述产物外，还有N2生成，试写出硫酸亚铁铵在隔绝空气的条件下加热至500 时的分解反应方程式：_。解析：(1)实验验证分解产物中含有氨气和水蒸气，选择装置A先通入氮气排净装置中的空气，加热分解硫酸亚铁铵，分解
11、产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等，通过装置F中无水硫酸铜检验生成的水，再通过装置E中的足量NaOH浓溶液除去水蒸气、硫的氧化物，通过装置B检验氨气，通入后溶液变红色说明生成气体中含氨气，所选用装置的正确连接顺序为AFEB。装置C中含有HCl可以吸收生成的NH3，BaCl2溶液可以检验是否含有SO3，以避免对SO2检验的干扰。D中产生白色沉淀，是(NH4)2Fe(SO4)2受热分解生成的SO2被H2O2氧化后与BaCl2生成BaSO4沉淀，离子方程式为SO2H2O2Ba2=BaSO42H。(2)14.20 g (NH4)2Fe(SO4)2中Fe的物质的量为0.05 mol，Fe的质量
12、为0.05 mol56 gmol12.80 g，则分解后固体中n(O)0.075 mol，Fe、O的物质的量之比为0.05 mol0.075 mol23，则固体产物为Fe2O3。(3)实验证明(NH4)2Fe(SO4)2受热分解生成氨气、二氧化硫、氧化铁、水，还有N2产生，结合原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式为2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O34SO22NH3N25H2O。答案：(1)A、F、E、BF中无水硫酸铜变蓝，B中溶液变红吸收NH3，验证是否含有SO3SO2H2O2Ba2=BaSO42H(2)Fe2O3(3)2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O32NH3N25H2O4SO2
13、5现代传感信息技术在化学实验中有广泛的应用。某小组用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理(如图甲所示)，并测定NH3H2O的电离平衡常数Kb。(1)实验室可用浓氨水和X固体制取NH3，X可以是_(填字母)。A生石灰B无水氯化钙C五氧化二磷D碱石灰(2)检验三颈烧瓶集满NH3的方法是_。(3)关闭a，将带有装满水的胶头滴管的橡皮塞塞紧c口，_(填写操作)，引发喷泉实验，电脑绘制三颈烧瓶内气压变化曲线如图乙所示。图乙中_(填字母)点时喷泉现象最剧烈。(4)从三颈烧瓶中用_(填仪器名称)量取20.00 mL氨水至锥形瓶中，用0.050 00 molL1 HCl溶液滴定。用pH计采集数
14、据、电脑绘制滴定曲线如图丙所示。据图丙计算，常温下当pH11.0时，NH3H2O的电离平衡常数Kb的近似值_。(保留两位有效数字)解析：(1)氨水中存在平衡：NH3H2ONH3H2ONHOH，升温促进NH3的产生，因此利用氨水制备氨气，可以加入的是氧化钙或氢氧化钠或碱石灰等遇水放热的固体，答案选AD。(2)检验氨气通常用湿润的红色石蕊试纸。(3)进行喷泉实验时在瓶内压强最小的时候现象最剧烈，从图乙中看出C点压强最小，故C点最剧烈。(4)准确量取液体可以用滴定管或移液管，氨水显碱性，故可用碱式滴定管或移液管量取；从图中看出，盐酸体积在22.50 mL时发生突变，说明此时二者恰好完全反应，则c(N
15、H3H2O)20.00 mL0.050 0 molL122.50 mL，得c(NH3H2O)0.056 25 molL1；NH3H2O的电离平衡常数Kb；pH11.0时，c(NH)c(OH)103 molL1，c(NH3H2O)0.056 25 molL1，Kb1.8105。答案：(1)AD(2)将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口c，试纸变蓝色，证明NH3已集满(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口c，有白烟生成，证明NH3已集满)(3)打开b，挤压胶头滴管使水进入烧瓶C(4)碱式滴定管(或20 mL移液管)1.81056工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等杂质。某同学设
16、计了如下实验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al4C3的质量分数(忽略NH3在强碱性溶液中的溶解)。(1)实验原理Al4C3与硫酸反应可生成CH4。AlN溶于强酸产生铵盐，溶于强碱生成氨气，请写出AlN与过量NaOH溶液反应的化学方程式：_。(2)实验装置(如图所示)(3)实验过程连接实验装置，检查装置的气密性。称得D装置的质量为y g，滴定管的读数为a mL。称取x g AlN样品置于B瓶中；塞好胶塞，关闭活塞_，打开活塞_，通过分液漏斗加入稀硫酸，与B瓶内物质充分反应。待反应进行完全后，关闭活塞_，打开活塞_，通过分液漏斗加入过量_(填化学式)，与B瓶内物质充分反应。_(填入该步应进
17、行的操作)。记录滴定管的读数为b mL，称得D装置的质量为z g。(4)数据分析(已知：该实验条件下的气体摩尔体积为Vm Lmol1)Al4C3的质量分数为_。若读取滴定管中气体的体积时，液面左高右低，则所测气体的体积_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。AlN的质量分数为_。解析：从实验装置和实验步骤上看，本实验的原理是用足量硫酸与样品中Al4C3完全反应，量取生成的甲烷气体的体积，从而可得出Al4C3的质量分数；用足量NaOH溶液与样品中AlN完全反应，充分吸收生成的氨气，并称量其质量，从而求得AlN的质量分数。(1)根据题目信息：AlN溶于强碱溶液时会生成NH3，同时铝元素转化为偏铝酸钠
18、。(3)通过分液漏斗加入稀硫酸，硫酸与样品中Al4C3完全反应，量取生成的甲烷气体，从而测得Al4C3的质量分数，故应关闭活塞K2、K3，打开活塞K1；用足量NaOH溶液与样品中AlN完全反应，充分吸收生成的氨气，并称量其质量，故应关闭活塞K1，打开活塞K3；装置中残留部分氨气，打开K2，通入一段时间空气，排尽装置的氨气，使其被装置D完全吸收，防止测定的氨气的质量偏小。(4)甲烷的体积为(ab)mL，物质的量为mol，根据碳原子守恒可知，Al4C3的物质的量为甲烷的物质的量的三分之一，所以Al4C3的质量为mol144 g/mol g，故Al4C3的质量分数为100%；读取滴定管中气体的体积时，液面左高右低，气体的压强大于大气压，使测得甲烷的体积偏小；氨气的质量为(zy)g，物质的量为 mol，根据氮原子守恒可知，氨气的物质的量等于AlN的物质的量，所以AlN的质量为 mol41 g/mol g，故AlN的质量分数为100%100%。答案：(1)AlNNaOHH2O=NaAlO2NH3(3)K2、K3K1K1K3NaOH打开K2，通入一段时间空气(4)100%偏小100%
