Question

1909年化學家哈伯在實驗室首次將氮氣和氫氣在一定條件下合成了氨（NH₃）．常溫下，氨是一種無色有刺激性氣味的氣體，密度小于空氣，極易溶解于水，氨和氧氣在鉑催化劑和一定溫度下反應產生一氧化氮和水．
（1）從以上信息中你能總結出氨的物理性質是______（寫出一條即可）；
（2）如圖為實驗室制取氣體常使用的實驗裝置：

在實驗室中，常用加熱氯化銨（固體）和熟石灰（固體）混合物的方法制取氨氣．
①采用上述方法制取氨氣應選擇______（填裝置序號）作為氣體的發生裝置；
②同學們一致認為，選擇C裝置收集氨氣不合理，理由是______．
③裝置A除用作某些氣體的發生裝置外，還可進行其它實驗，如______（請舉一例加以說明）．
（3）2007年化學家格哈德?埃特爾在哈伯研究所證實了氫氣與氮氣在固體催化劑表面合成氨的反應過程，獲得諾貝爾化學獎．
、、分別表示N₂、H₂、NH₃．在催化劑表面（下圖中表示催化劑表面）N₂和H₂反應合成氨的反應過程可用五張圖表示如下：

①觀察上圖，可發現合成氨反應過程的順序為：E→______→______→______→C（在括號中填寫其它三張圖示的序號）；
②綜合以上五張圖示，你能總結出的有關化學反應的一條結論是：______．
（4）某研究性學習小組嘗試利用氨氣進行“微粒的基本性質”的實驗探究，實驗過程如下：
a．將干燥的集氣瓶B充滿與大氣壓強相等的干燥氯化氫氣體并組裝成如圖1所示的實驗裝置（K₃處于關閉狀態至操作b 完成為止）；
b．通過調節活塞K₁、K₂，在干燥的集氣瓶A中充滿與大氣壓強相等的干燥氨氣，其操作是：打開K₁、K₂，在______（選填“K₁”或“K₂”）處導管口通入干燥的氨氣；
c．集滿氨氣后，關閉K₁、K₂，再打開K₃，一段時間后兩只集氣瓶中都出現白煙（氯化氫氣體與氨氣反應產生氯化銨固體的細小顆粒）．
①寫出c步實驗中所發生的反應的化學式表達式______；
②上述c步實驗中出現的現象說明______．
（5）近期發生的“三鹿”嬰幼兒奶粉事件，敲響了食品安全的警鐘．國家規定：每100g嬰幼兒奶粉中蛋白質必須達12g-25g．為了測定奶粉中蛋白質的含量，可采用“蓋爾達法”分解其中的蛋白質．其原理是把蛋白質中的氮元素完全轉化為氨氣，再用稀硫酸吸收氨氣．
①蛋白質在人體胃腸內與水反應，最終生成氨基酸被人體吸收．丙氨酸（化學式為C₃H₇O₂N）就是一種氨基酸，丙氨酸中C、H、O、N各元素的質量比為______．
②蛋白質的代謝產物主要是尿素[CO（NH₂）₂]，若從食物中攝取的蛋白質經體內新陳代謝后完全轉化為尿素排出體外，每人每天相當于排出尿素30g．30g尿素中含氮元素______g．
③圖2是某奶粉包裝袋上的部分文字說明．現取該奶粉樣品100g，用“蓋爾達法”分解其中的蛋白質，產生氨氣的質量為3.74g．

通過計算說明：該奶粉包裝袋上所注蛋白質的含量是否真實（蛋白質含氮元素的質量分數為16%）？

Answer 1

解：（1）由題干信息可知，氨氣的物理性質為：常溫下，氨是一種無色有刺激性氣味的氣體，密度小于空氣，極易溶解于水；
（2）實驗室常用加熱氯化銨（固體）和熟石灰（固體）混合物的方法制取氨氣，應選擇“固固加熱”裝置A；氨氣密度比空氣小，不能用C裝置收集氨氣；A裝置還可以用于加熱碳酸氫銨；
（3）①分析題中五個圖是準確解答本題的核心．
圖A所示為附在催化劑表面的原子，此圖應該是變化中分解成原子的一個過程；
圖B中形成了氨氣分子，應為原子重新組合成新分子的過程；
圖C表示出新分子與催化劑分離，應為變化過程的最后環節；
圖D中分子仍然為原反應物的分子，和圖⑤相比較，可判斷是反應物與催化劑相結合的一個過程；
圖E中的分子仍為氮氣分子和氫氣分子，且反應物分子還沒接觸到催化劑，此圖應表示反應最初的過程；
所以合成氨的順序為：E→D→A→B→C；
②綜合以上五張圖示，你能總結出的有關化學反應的結論是：化學變化中分子可分，原子不可分或化學變化中，原子的個數和種類不變等；
（4）b、氨氣的密度比空氣小，應用向下排空氣法收集氨氣，所以在K₁處導管口通入干燥氨氣；
①氯化氫氣體與氨氣反應產生氯化銨的反應的化學方程式是NH₃+HCl=NH₄Cl；
②上述c步實驗中出現的現象說明微粒（或分子）是不斷運動的；
（5）①丙氨酸中C、H、O、N素的質量比（12×3）：（1×7）：（16×2）：14=36：7：32：14．
②由尿素的化學式為CO（NH₂）₂，則30g尿素中氮元素的質量為30g××100%=14g．
③3.74gNH₃中氮元素的質量=3.74g×（×100%）=3.08g；
含氮元素3.08g的蛋白質的質量=3.08g÷16%=18.1g；
×100%=18.1%，所以該奶粉包裝袋上所注蛋白質的含量不真實；
故答案為：
（1）常溫下，氨是一種無色有刺激性氣味的氣體；
（2）①A；②氨氣的密度小于空氣；③加熱碳酸氫銨；
（3）①DAB；②化學反應前后，原子的種類和個數均不變；
（4）K₁；①NH₃+HCl=NH₄Cl；②微粒（或分子）是不斷運動的；
（5）①36：7：32：14；②14；③3.74gNH₃中氮元素的質量=3.74g×（×100%）=3.08g；
含氮元素3.08g的蛋白質的質量=3.08g÷16%=18.1g；
×100%=18.1%，所以該奶粉包裝袋上所注蛋白質的含量不真實．
分析：（1）根據題干信息來分析解答；
（2）根據實驗室制取氨氣的反應原理和氨氣的性質來解答；
（3）根據化學變化的實質為：反應物的分子在一定條件下被破壞，分解成原子，然后這些原子重新組合成新的分子解答；
（4）根據氨氣的物理性質和化學性質解答．
（5）①根據化合物中各元素質量比=各原子的相對原子質量×原子個數之比，進行分析解答．
②根據尿素的化學式及尿素的質量來計算氮元素的質量；
③根據氨氣的質量計算出氮元素的質量，從而計算奶粉中蛋白質的質量分數，并與圖對比，判斷是否真實．
點評：本題考查氨氣的性質、實驗室制取裝置的選擇、化學反應實質，綜合性強，要加強根據題意，抽取信息進行解題的能力．