Question

【題目】某化工廠為綜合利用生產過程中的副產品CaSO4，與相鄰的化肥廠聯合設計了制備（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）

沉淀池中發生的主要化學反應為：_____。

（討論交流）

（1）操作a的名稱是_____，若在實驗室進行此操作，玻璃棒的作用是_____。

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

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

（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）：

（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），不穩定，易揮發。

②工業判斷硫酸銨化肥等級指標如下：

指標 項目	優等品	合格品
氮(N)含量	≥21.0%	≥20.5%

（實驗設計）按圖所示裝置進行實驗。

（1）實驗過程中，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完全轉化為NH3.

（2）燒杯中的試劑是為了吸收產生的氨氣，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）

實驗小組的同學認為，應在實驗裝置A、B之間增加一個裝有_____（填“濃硫酸“或“堿石灰”）的干燥裝置，否則實驗測得的硫酸銨化肥含氮量可能偏高。

（實驗測定）經討論后，他們改進了實驗裝置，排除了可能產生誤差的因素，重新進行實驗。稱量樣品質量13.5g，通過計算得知該化肥中含硫酸銨質量為13.2g，請你判斷出化肥的等級是_____（填“優等品“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生成少量的碳酸氫銨，碳酸氫氨與鹽酸反應生成氯化銨、水和二氧化碳，硫酸銨和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉、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]

沉淀池中發生的主要化學反應為二氧化碳和氨氣和硫酸鈣和水生成碳酸鈣和硫酸銨，反應的化學方程式為。

[討論交流]

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

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

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

[硫酸銨化肥等級測定]

（1）碳酸氫氨可與酸反應生成二氧化碳氣體，有氣泡放出現象，故取少量試樣溶于水，滴加足量的鹽酸，無氣泡產生，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，不穩定，易揮發。

[實驗設計]

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

[交流討論]

A中可能產生水蒸氣，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，應在實驗裝置A、B之間增加一個裝有堿石灰的干燥裝置，否則實驗測得的硫酸銨化肥含氮量可能偏高。

[實驗測定]

該化肥中含硫酸銨質量為13.2g，硫酸銨中氮元素的質量為，樣品中氮元素的質量分數為，，故化肥的等級是為合格品。