某化学研究性学习小组参加社会社会实践调查得知:某化工厂为综合利用生产过程中的副产品CaSO4,与相邻的化肥厂联合设计了以下制备(NH42SO4的工艺流程.
[工艺流程示意图]
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上述流程中,沉淀池中发生的主要化学反应为:CO2+2NH3+CaSO4+H2O=CaCO3↓+(NH42SO4
[讨论交流]
(1)操作a的名称是
 
,实验室中进行此操作时,用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外,还需要
 

(2)经操作a后得到的某物质在煅烧炉中发生反应的化学方程式为
 
.该工艺中,X在沉淀池中被消耗,在煅烧炉中又生成,故X可循环使用.X的填化学式为
 

(3)图中操作b应怎样进行呢?
查阅资料:右图是硫酸铵在水中的溶解度曲线.
表:固体硫酸铵在部分温度时的溶解度.
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
溶解度/g 70.6 73 75.4 78 81 85 88 95 98 103
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下列说法正确的有
 

①从溶解度曲线中,可以查找70℃时硫酸铵的溶解度约90g;②图中的A点表示硫酸铵溶液的状态不饱和;③若将A点变成B点的操作采用加热蒸发、使溶液浓缩的方法④若将B点转化为C点时,采用的是冷却热饱和溶液方法
该化肥厂生产的硫酸铵化肥品质怎样呢?
[查阅资料]下表是硫酸铵化肥品质的主要指标.
指标项目 优等品 一等品 合格品
外观 白色结晶,无可见机械杂质 无可见机械杂质
氮(N)含量 ≥21.0% ≥20.7% ≥20.5%
氨气极易溶于水,其水溶液为氨水,呈碱性.
已知:(NH42SO4+2NaOH
  △  
.
 
Na2SO4+2NH3↑+2H2O
[观察外观]该硫酸铵化肥无可见机械杂质.
[实验探究]按如图所示装置进行实验.
(1)实验过程中,为使硫酸铵充分反应完全转化为NH3,则需往烧瓶中加入足量浓氢氧化钠溶液并充分加热.
(2)选择右图装置A进行实验的原因
 
,烧杯中盛放的试剂稀硫酸可以吸收氨气,两者化合生成一种盐,写出化学方程式
 
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[交流讨论]
甲同学认为:应在实验装置中A、B装置间加装一个干燥装置,否则根据实验测得的数据,计算硫酸铵化肥的含氮量可能
 
(填“偏高”或“偏低”).
乙同学认为:改进后的实验装置中还存在另一个明显缺陷是:
 

(经过大家充分讨论后,对实验装置进行了改进,重新进行实验.)
[探究结论]称取13.5 g硫酸铵化肥样品,用最终改进后的实验装置重新进行实验,经数据处理释放出氨气的质量与反应时间如图所示.试通过计算,判断该化肥的等级.
 
(要求写出计算过程)
某化学研究性学习小组参加社会实践调查得知:某化工厂为综合利用生产过程中的副产品CaSO4,与相邻的化肥厂联合设计了图1制备(NH42SO4 的工艺流程.
   上述流程中,沉淀池中发生的主要化学反应为CO2+2NH3+CaSO4+H2O=CaCO3↓+(NH42SO4

【讨论交流】
(1)操作a的名称是
过滤
过滤
,实验室中进行此操作时,用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外,还需要
漏斗
漏斗

(2)经操作a后得到的某物质在煅烧炉中发生反应的化学方程式为
CaCO3
 高温 
.
 
CaO+CO2
CaCO3
 高温 
.
 
CaO+CO2
.该工艺中,X在沉淀池中被消耗,在煅烧炉中又生成,故X可循环使用.X的填化学式为
CO2
CO2

(3)图中操作b应怎样进行呢?
查阅资料:图2是硫酸铵在水中的溶解度曲线.
表:固体硫酸铵在部分温度时的溶解度.
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
溶解度/g 70.6 73 75.4 78 81 85 88 95 98 103
下列说法正确的有
①②③④
①②③④

①从溶解度曲线中,可以查找70℃时硫酸铵的溶解度约90g;
②图中的A点表示硫酸铵溶液的状态不饱和
③若将A点变成B点的操作采用加热蒸发,使溶液浓缩的方法
④若将B点转化为C点时,采用的是冷却热饱和溶液方法
【拓展研究】该化肥厂生产的硫酸铵化肥品质怎样呢?
【查阅资料】下表是硫酸铵化肥品质的主要指标.
指标
项目
优等品 一等品 合格品
外观 白色结晶,
无可见机械杂质
无可见机械杂质
氮(N)含量 ≥21.0% ≥21.0% ≥20.5%
氨气极易溶于水,其水溶液为氨水,呈碱性.
已知:(NH42SO4+2NaOH═Na2SO4+2NH3↑+2H2O
【观察外形】该硫酸铵化肥无可见机械杂质.
【试验探究】按图3所示装置进行实验)
(1)实验过程中,为使硫酸铵充分反应完全转化为NH3,则需往烧瓶中加入足量浓氢氧化钠溶液并充分加热.
(2)烧杯中盛放的试剂稀硫酸可以吸收氨气,两者化合生成一种
盐,写出化学方程式
2NH3+H2SO4=(NH42SO4
2NH3+H2SO4=(NH42SO4

【定量研究】取68g硫酸铵化肥样品于烧瓶中,等充分反应后,盛放稀硫酸的烧杯中增重17g,通过计算推知硫酸铵化肥品质指标为
合格
合格
(实验误差忽略不计)请列出计算过程.
【交流讨论】甲同学认为:应在实验装置A、B之间加装一个干燥装置,否则根据实验测得的数据,计算硫酸铵化肥的含氮量可能
偏高
偏高
(填“偏高”或“偏低”).

某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后,提出问题:“测定水的组成还有其他的方法吗?”经过讨论后,得到了肯定的答案,邀请你一起对此展开探究。

[设计方案]甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行实验(操作规范)。装置A中发生反应的化学方程式为       ,洗气瓶B中浓硫酸的作用为   

[实验探究]当玻璃管中固体由黑色转变为红色时,实验测得:①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g;②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g,用此数据算得水中H、O元素的质量比为       ,而由水的化学式算得H、O元素的质量比为         

[分析交流]针对上述结果与理论值有偏差,乙同学认为:该装置存在缺陷,此观点得到了大家的认同,你对此改进的方法是     (假设生成的水完全被D中碱石灰吸收,装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计)。小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果。

[意外发现]丙同学不小心将反应后的少量红色固体a洒落到多量稀硫酸中了,发现除了有红色固体b以外,溶液的颜色由无色变为蓝色。

[提出问题]铜与稀硫酸是不反应的,这里溶液的颜色为什么会变蓝呢?

[查阅资料]①CuO被还原的过程中会有Cu2O生成,Cu2O也能被还原在Cu;

②Cu2O固体是红色的,它一稀硫酸的反应为:

Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O.

[得出结论]红色固体a中含有Cu2O。

[分析交流]红色固体a中含有Cu2O是否会影响水组成的测定结果     (填“影响”或“不影响”)。

[提出猜想]针对红色固体a的成分,小组同学提出猜想①是:Cu2O和Cu;猜想②是:           

[拓展探究]丁同学利用改进后的装置及药品重新实验,通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立,他已称得:①玻璃管的质量;②反应前红色固体a和玻璃管的总质量,完全反应后,你认为他还需要称量           的质量。

[教师点拨]称取一定质量的红色固体a与足量的稀硫酸充分反应后,经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量,也可以确定哪种猜想成立。

[定量分析]小组同学再次实验,他们开始称取质量为3.6g的红色固体a,与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体b为2g 。假如3.6g红色固体a都是Cu2O,请你计算出生成铜的质量(利用Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O.进行计算,写出计算过程);然后,通过与实际得到的固体2g进行比较,判断猜想        成立(填①或②)。

 

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