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15. 国家对化肥有明确的质量要求。为检测铵态氮肥质量的优劣，可采用铵盐与氢氧化钠反应的方法。某同学称取 15 g 硫酸铵样品（杂质不含氮元素），与足量的 NaOH 混合后，放入试管中加热，发生如下反应：$\ce{(NH_{4})_{2}SO_{4} + 2NaOH\xlongequal{\Delta}Na_{2}SO_{4} + 2H_{2}O + 2NH_{3}\uparrow}$。充分反应后共收集到 3.4 g $\ce{NH_{3}}$。
(1)求样品中硫酸铵的质量。（写出计算过程）
(2)合格的硫酸铵化肥中硫酸铵的质量分数须达到 94.3%～99.0%，通过计算判断上述样品是否合格。
(1)求样品中硫酸铵的质量。（写出计算过程）
(2)合格的硫酸铵化肥中硫酸铵的质量分数须达到 94.3%～99.0%，通过计算判断上述样品是否合格。
答案
(1)解:设样品中硫酸铵的质量为$x$。
$\ce{(NH_{4})_{2}SO_{4} + 2NaOH\xlongequal{\Delta}Na_{2}SO_{4} + 2H_{2}O + 2NH_{3}\uparrow}$
$132\ 34$
$x\ 3.4\ \mathrm{g}$
$\dfrac{132}{34}=\dfrac{x}{3.4\ \mathrm{g}}$
$x=13.2\ \mathrm{g}$
答:样品中硫酸铵的质量为$13.2\ \mathrm{g}$。
(2)样品中硫酸铵的质量分数为$\dfrac{13.2\ \mathrm{g}}{15\ \mathrm{g}}×100\%=88.0\%＜94.3\%$,所以该样品不合格。
$\ce{(NH_{4})_{2}SO_{4} + 2NaOH\xlongequal{\Delta}Na_{2}SO_{4} + 2H_{2}O + 2NH_{3}\uparrow}$
$132\ 34$
$x\ 3.4\ \mathrm{g}$
$\dfrac{132}{34}=\dfrac{x}{3.4\ \mathrm{g}}$
$x=13.2\ \mathrm{g}$
答:样品中硫酸铵的质量为$13.2\ \mathrm{g}$。
(2)样品中硫酸铵的质量分数为$\dfrac{13.2\ \mathrm{g}}{15\ \mathrm{g}}×100\%=88.0\%＜94.3\%$,所以该样品不合格。
解析
【分析】
本题分为两小问，第(1)问需利用化学方程式进行计算，思路是根据反应中硫酸铵与氨气的质量关系，结合已知氨气的质量，通过比例式求出样品中硫酸铵的质量；第(2)问需计算样品中硫酸铵的质量分数，再与合格标准对比，判断样品是否合格，核心是掌握化学方程式计算和质量分数的计算方法。
【解析】
(1)解:设样品中硫酸铵的质量为x。
$\ce{(NH_{4})_{2}SO_{4} + 2NaOH\xlongequal{\Delta}Na_{2}SO_{4} + 2H_{2}O + 2NH_{3}\uparrow}$
132\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \
本题分为两小问，第(1)问需利用化学方程式进行计算，思路是根据反应中硫酸铵与氨气的质量关系，结合已知氨气的质量，通过比例式求出样品中硫酸铵的质量；第(2)问需计算样品中硫酸铵的质量分数，再与合格标准对比，判断样品是否合格，核心是掌握化学方程式计算和质量分数的计算方法。
【解析】
(1)解:设样品中硫酸铵的质量为x。
$\ce{(NH_{4})_{2}SO_{4} + 2NaOH\xlongequal{\Delta}Na_{2}SO_{4} + 2H_{2}O + 2NH_{3}\uparrow}$
132\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \
16. 我们的祖先很早就掌握了炼铜的工艺，他们将孔雀石[主要成分是$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$]和木炭一起加热就可得到红色的铜。兴趣小组为测定某孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数，进行了如下实验：称取$\ce{25\ g}$孔雀石样品，将其粉碎后放入烧杯，向烧杯中加入$\ce{200\ g}$稀硫酸（稀硫酸过量），充分反应后，称得烧杯内物质的总质量为$\ce{220.6\ g}$（假设杂质都不与稀硫酸发生反应）。
(1) 补全化学方程式：$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3} + 2H_{2}SO_{4} = 2CuSO_{4} + CO_{2}\uparrow + 3}$
(2) 生成气体的质量是
(3) 求该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数。（写出计算过程）
(1) 补全化学方程式：$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3} + 2H_{2}SO_{4} = 2CuSO_{4} + CO_{2}\uparrow + 3}$
$\ce{H_{2}O}$
。(2) 生成气体的质量是
4.4
$\ce{g}$。(3) 求该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数。（写出计算过程）
答案
(1)$\ce{H_{2}O}$
(2)$4.4$
(3)解:设该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量为$x$。
$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3} + 2H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}2CuSO_{4} + CO_{2}\uparrow + 3H_{2}O}$
$222\ 44$
$x\ 4.4\ \mathrm{g}$
$\dfrac{222}{44}=\dfrac{x}{4.4\ \mathrm{g}}$
$x=22.2\ \mathrm{g}$
该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数为$\dfrac{22.2\ \mathrm{g}}{25\ \mathrm{g}}×100\%=88.8\%$
答:该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数为$88.8\%$。
(2)$4.4$
(3)解:设该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量为$x$。
$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3} + 2H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}2CuSO_{4} + CO_{2}\uparrow + 3H_{2}O}$
$222\ 44$
$x\ 4.4\ \mathrm{g}$
$\dfrac{222}{44}=\dfrac{x}{4.4\ \mathrm{g}}$
$x=22.2\ \mathrm{g}$
该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数为$\dfrac{22.2\ \mathrm{g}}{25\ \mathrm{g}}×100\%=88.8\%$
答:该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数为$88.8\%$。
解析
【分析】
本题围绕孔雀石与稀硫酸的反应展开，解题思路如下：(1)补全化学方程式需依据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，通过对比反应前后各原子的数量确定缺失物质；(2)生成气体为二氧化碳，根据质量守恒定律，反应前后总质量的差值即为生成二氧化碳的质量；(3)利用化学方程式中各物质的质量比，结合二氧化碳的质量计算出参加反应的碱式碳酸铜的质量，再除以样品质量即可得到其质量分数。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变。反应前各原子总数：Cu为2，O为13，H为6，C为1，S为2；反应后已有原子：Cu为2，S为2，O为10，C为1，缺少H共6个、O共3个，对应3个$\ce{H_{2}O}$分子，故缺失物质为$\ce{H_{2}O}$。
(2) 生成$\ce{CO_{2}}$的质量 = 反应前总质量 - 反应后总质量 = $25\ \mathrm{g} + 200\ \mathrm{g} - 220.6\ \mathrm{g} = 4.4\ \mathrm{g}$。
(3) 解：设该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量为$x$。
$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3} + 2H_{2}SO_{4} = 2CuSO_{4} + CO_{2}\uparrow + 3H_{2}O}$
$222$ $44$
$x$ $4.4\ \mathrm{g}$
$\dfrac{222}{44} = \dfrac{x}{4.4\ \mathrm{g}}$
$x = 22.2\ \mathrm{g}$
该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数为：$\dfrac{22.2\ \mathrm{g}}{25\ \mathrm{g}} × 100\% = 88.8\%$
答：该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数为$88.8\%$。
【答案】
(1)$\ce{H_{2}O}$；(2)$4.4$；(3)$88.8\%$
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式计算、物质质量分数计算
【点评】
本题结合古代炼铜工艺的实际背景，综合考查质量守恒定律的应用、化学方程式的书写及根据化学方程式的计算，将化学知识与生产实际结合，题型常规，注重基础能力的考查。
【难度系数】
0.6
本题围绕孔雀石与稀硫酸的反应展开，解题思路如下：(1)补全化学方程式需依据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，通过对比反应前后各原子的数量确定缺失物质；(2)生成气体为二氧化碳，根据质量守恒定律，反应前后总质量的差值即为生成二氧化碳的质量；(3)利用化学方程式中各物质的质量比，结合二氧化碳的质量计算出参加反应的碱式碳酸铜的质量，再除以样品质量即可得到其质量分数。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变。反应前各原子总数：Cu为2，O为13，H为6，C为1，S为2；反应后已有原子：Cu为2，S为2，O为10，C为1，缺少H共6个、O共3个，对应3个$\ce{H_{2}O}$分子，故缺失物质为$\ce{H_{2}O}$。
(2) 生成$\ce{CO_{2}}$的质量 = 反应前总质量 - 反应后总质量 = $25\ \mathrm{g} + 200\ \mathrm{g} - 220.6\ \mathrm{g} = 4.4\ \mathrm{g}$。
(3) 解：设该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量为$x$。
$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3} + 2H_{2}SO_{4} = 2CuSO_{4} + CO_{2}\uparrow + 3H_{2}O}$
$222$ $44$
$x$ $4.4\ \mathrm{g}$
$\dfrac{222}{44} = \dfrac{x}{4.4\ \mathrm{g}}$
$x = 22.2\ \mathrm{g}$
该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数为：$\dfrac{22.2\ \mathrm{g}}{25\ \mathrm{g}} × 100\% = 88.8\%$
答：该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数为$88.8\%$。
【答案】
(1)$\ce{H_{2}O}$；(2)$4.4$；(3)$88.8\%$
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式计算、物质质量分数计算
【点评】
本题结合古代炼铜工艺的实际背景，综合考查质量守恒定律的应用、化学方程式的书写及根据化学方程式的计算，将化学知识与生产实际结合，题型常规，注重基础能力的考查。
【难度系数】
0.6
