Question

【題目】某化工廠為綜合利用生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品CaSO4，與相鄰的化肥廠聯(lián)合設(shè)計(jì)了制備（NH4）2SO4的工藝流程。已知堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉固體的混合物。

（工藝流程及原理）

沉淀池中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為：_____。

（討論交流）

（1）操作a的名稱是_____，若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行此操作，玻璃棒的作用是_____。

（2）經(jīng)操作a后得到的固體物質(zhì)在煅燒爐中高溫分解生成X和Y兩種物質(zhì)，該工藝中，Y被作為原料之一循環(huán)利用。Y的化學(xué)式為_____。

（3）沉淀池中氨氣、二氧化碳和水也可能反應(yīng)生成少量NH4HCO3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

（硫酸銨化肥等級測定）

（1）判斷（NH4）2SO4化肥中有無NH4HCO3：

取少量試樣溶于水，滴加足量的_____，無氣泡產(chǎn)生，則可判斷該化肥中不存在NH4HCO3。

（2）化肥中氮元素含量的測定（已確定該化肥中不存在NH4HCO3雜質(zhì)）：

（查閱資料）①已知：；氨氣極易溶于水，其水溶液為氨水。氨水呈_____性（填“酸、堿或中性），不穩(wěn)定，易揮發(fā)。

②工業(yè)判斷硫酸銨化肥等級指標(biāo)如下：

指標(biāo) 項(xiàng)目	優(yōu)等品	合格品
氮(N)含量	≥21.0%	≥20.5%

（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）按圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（1）實(shí)驗(yàn)過程中，往燒瓶中加入足量濃氫氧化鈉溶液，加熱使硫酸銨充分反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為NH3.

（2）燒杯中的試劑是為了吸收產(chǎn)生的氨氣，下列最適宜的試劑是_____（填序號）；

①水；②濃HCl；③稀H2SO4；④NaOH溶液

（交流討論）

實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)認(rèn)為，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)裝置A、B之間增加一個(gè)裝有_____（填“濃硫酸“或“堿石灰”）的干燥裝置，否則實(shí)驗(yàn)測得的硫酸銨化肥含氮量可能偏高。

（實(shí)驗(yàn)測定）經(jīng)討論后，他們改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置，排除了可能產(chǎn)生誤差的因素，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。稱量樣品質(zhì)量13.5g，通過計(jì)算得知該化肥中含硫酸銨質(zhì)量為13.2g，請你判斷出化肥的等級是_____（填“優(yōu)等品“或“合格品”）。

Answer 1

【答案】 過濾 引流 鹽酸 堿 ③ 堿石灰 合格品

【解析】

二氧化碳和氨氣和硫酸鈣和水生成碳酸鈣和硫酸銨，氨氣、二氧化碳和水也可能反應(yīng)生成少量的碳酸氫銨，碳酸氫氨與鹽酸反應(yīng)生成氯化銨、水和二氧化碳，硫酸銨和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和氨氣，碳酸鈣高溫生成氧化鈣和二氧化碳。

[工藝流程及原理]

沉淀池中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為二氧化碳和氨氣和硫酸鈣和水生成碳酸鈣和硫酸銨，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

[討論交流]

（1）操作a是將固體和液體分離，故名稱是過濾，若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行此操作，玻璃棒的作用是引流。

（2）過濾后得到的固體物質(zhì)是碳酸鈣，在煅燒爐中高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳兩種物質(zhì)， Y被作為原料之一循環(huán)利用，Y是二氧化碳，化學(xué)式為。

（3）沉淀池中氨氣、二氧化碳和水也可能反應(yīng)生成少量NH4HCO3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

[硫酸銨化肥等級測定]

（1）碳酸氫氨可與酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，有氣泡放出現(xiàn)象，故取少量試樣溶于水，滴加足量的鹽酸，無氣泡產(chǎn)生，則可判斷該化肥中不存在NH4HCO3。

[查閱資料]

①氨氣極易溶于水，其水溶液為氨水，氨水呈堿性，不穩(wěn)定，易揮發(fā)。

[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]

（2）水不如酸吸收效果好，但鹽酸易揮發(fā)，不能采用，氫氧化鈉與氨氣不反應(yīng)，氨氣極易和硫酸反應(yīng)被吸收，要防止倒吸，故選③。

[交流討論]

A中可能產(chǎn)生水蒸氣，要防止它也作為氨氣被吸收，但濃硫酸不但可吸收水蒸氣，也吸收氨氣，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)裝置A、B之間增加一個(gè)裝有堿石灰的干燥裝置，否則實(shí)驗(yàn)測得的硫酸銨化肥含氮量可能偏高。

[實(shí)驗(yàn)測定]

該化肥中含硫酸銨質(zhì)量為13.2g，硫酸銨中氮元素的質(zhì)量為，樣品中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，，故化肥的等級是為合格品。