题目内容
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制备（NH4）2SO4的工艺流程．
【工艺流程及原理】
沉淀池中发生的主要化学反应为：CO2+2NH3+CaSO4+H2O=CaCO3↓+（NH4）2SO4
【讨论交流】
（1）操作a的名称是______，若在实验室进行此操作，用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需要______．
（2）经操作a后得到的固体物质在煅烧炉中高温分解生成X和Y两种物质，该工艺中，Y被作为原料之一循环利用．Y的化学式为______．
（3）沉淀池中也可能生成少量NH4HCO3，该反应的化学方程式为______．
【硫酸铵化肥等级测定】
（1）判断（NH4）2SO4化肥中有无NH4HCO3：
取少量试样溶于水，滴加足量的______，无气泡产生，则可判断该化肥中不存在NH4HCO3．
（2）化肥中氮元素含量的测定（已确定该化肥中不存在NH4HCO3杂质）：
【查阅资料】
①已知：（NH4）2SO4+2NaOH
Na2SO4+2NH3↑+2H2O
氨气极易溶于水，其水溶液为氨水．氨水呈碱性，不稳定，易挥发．
②工业判断硫酸铵化肥等级指标如下：
【实验设计】
按右图所示装置进行实验．
（1）实验过程中，往烧瓶中加入足量浓氢氧化钠溶液，并加热使硫酸铵充分反应完全转化为NH3．
（2）烧杯中的试剂是为了吸收产生的氨气，下列最适宜的试剂是______（填序号）；
①水；②浓HCl；③稀H2SO4；④NaOH溶液
烧杯中干燥管的作用是______．
【交流讨论】
实验小组的同学认为，用上述实验装置测得的结果可能会出现下列情况．
（1）甲同学认为：应在实验装置A、B之间增加一个装有______（填“浓硫酸“或“碱石灰”）的干燥装置，否则实验测得的硫酸铵化肥含氮量可能偏高．
（2）乙同学认为：在实验装置A、B之间增加正确的干燥装置后进行实验，测得的硫酸铵化肥含氮量可能偏低，理由是______．
【实验测定】
经讨论后，他们改进了实验装置，排除了可能产生误差的因素，重新进行实验．
取硫酸铵化肥样品13.5 g进行实验，测得B装置增重与反应时间的关系如右图所示．请通过计算判断该化肥的等级．
计算过程：
该化肥的等级为______品．
【工艺流程及原理】
沉淀池中发生的主要化学反应为：CO2+2NH3+CaSO4+H2O=CaCO3↓+（NH4）2SO4
【讨论交流】
（1）操作a的名称是______，若在实验室进行此操作，用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需要______．
（2）经操作a后得到的固体物质在煅烧炉中高温分解生成X和Y两种物质，该工艺中，Y被作为原料之一循环利用．Y的化学式为______．
（3）沉淀池中也可能生成少量NH4HCO3，该反应的化学方程式为______．
【硫酸铵化肥等级测定】
（1）判断（NH4）2SO4化肥中有无NH4HCO3：
取少量试样溶于水，滴加足量的______，无气泡产生，则可判断该化肥中不存在NH4HCO3．
（2）化肥中氮元素含量的测定（已确定该化肥中不存在NH4HCO3杂质）：
【查阅资料】
①已知：（NH4）2SO4+2NaOH
| ||
氨气极易溶于水，其水溶液为氨水．氨水呈碱性，不稳定，易挥发．
②工业判断硫酸铵化肥等级指标如下：
| 指标 项目 |
优等品 | 合格品 |
| 氮（N）含量 | ≥21.0% | ≥20.5% |
按右图所示装置进行实验．
（1）实验过程中，往烧瓶中加入足量浓氢氧化钠溶液，并加热使硫酸铵充分反应完全转化为NH3．
（2）烧杯中的试剂是为了吸收产生的氨气，下列最适宜的试剂是______（填序号）；
①水；②浓HCl；③稀H2SO4；④NaOH溶液
烧杯中干燥管的作用是______．
【交流讨论】
实验小组的同学认为，用上述实验装置测得的结果可能会出现下列情况．
（1）甲同学认为：应在实验装置A、B之间增加一个装有______（填“浓硫酸“或“碱石灰”）的干燥装置，否则实验测得的硫酸铵化肥含氮量可能偏高．
（2）乙同学认为：在实验装置A、B之间增加正确的干燥装置后进行实验，测得的硫酸铵化肥含氮量可能偏低，理由是______．
【实验测定】
经讨论后，他们改进了实验装置，排除了可能产生误差的因素，重新进行实验．
取硫酸铵化肥样品13.5 g进行实验，测得B装置增重与反应时间的关系如右图所示．请通过计算判断该化肥的等级．
计算过程：
该化肥的等级为______品．
【讨论交流】（1）a操作的目的是把混合物分成固体和液体两部分，要用过滤的操作方法．
（2）过滤后得到的固体物质是碳酸钙，在煅烧炉中高温分解生成氧化钙和二氧化碳两种物质，由图示知，后者是可反复利用．
（3）反应物为氨气及二氧化碳和水，生成物为碳酸氢氨，常温下反应，则方程式为：CO2+NH3+H2O=NH4HCO3．
【硫酸铵化肥等级测定】（1）碳酸氢氨可与酸反应生成二氧化碳气体，有气泡放出现象，所以可加入盐酸（HCl）、硫酸（H2SO4）或硝酸（HNO3）等判断是否存在．
【实验设计】：（2）①水，②浓HCl，③稀H2SO4，④NaOH溶液四种物质中，水不如酸吸收效果好，但盐酸易挥发，不能采用，氢氧化钠与氨气不反应，所以选③；氨气极易和硫酸反应被吸收，要防止倒吸．
【交流讨论】：（1）A中可能产生水蒸气，要防止它也作为氨气被吸收，但浓硫酸不但可吸收水蒸气，也吸收氨气，所以只能用碱石灰；
（2）要使结果准确，还要保证A中的氨气全部被B吸收，图中缺少赶尽反应装置中残留氨气的装置（或有氨气残留在装置中）
【计算过程】：
增重的3.4g为氨气的质最．
设13.5g样品中含有（NH4）2SO4的质量为x．
（NH4）2SO4+2NaOH
Na2SO4+2NH3↑+2H2O
132 34
x 3.4g
132：34=x：3.4g
解得：x=13.2g
（14×2）÷132×13.2g=2.8g
2.8g÷13.5g×100%=20.7%
20.5%≤20.7%≤21.0%，为合格品．
故答案为：【讨论交流】（1）过滤；漏斗；（2）CO2；（3）CO2+NH3+H2O=NH4HCO3
【硫酸铵化肥等级测定】（1）盐酸（HCl）、硫酸（H2SO4）或硝酸（HNO3）等；
实验设计：（2）③；防止倒吸；
交流讨论：（1）碱石灰；（2）缺少赶尽反应装置中残留氨气的装置（或有氨气残留在装置中）
计算过程：
增重的3.4g为氨气的质最．
设13.5g样品中含有（NH4）2SO4的质量为x．
（NH4）2SO4+2NaOH
Na2SO4+2NH3↑+2H2O
132 34
x3.4g
132：34=x：3.4g
解得：x=13.2g
（14×2）/132×13.2g=2.8g
2.8g÷13.5g×100%=20.7%，20.5%≤20.7%≤21.0%，为合格品．
（2）过滤后得到的固体物质是碳酸钙，在煅烧炉中高温分解生成氧化钙和二氧化碳两种物质，由图示知，后者是可反复利用．
（3）反应物为氨气及二氧化碳和水，生成物为碳酸氢氨，常温下反应，则方程式为：CO2+NH3+H2O=NH4HCO3．
【硫酸铵化肥等级测定】（1）碳酸氢氨可与酸反应生成二氧化碳气体，有气泡放出现象，所以可加入盐酸（HCl）、硫酸（H2SO4）或硝酸（HNO3）等判断是否存在．
【实验设计】：（2）①水，②浓HCl，③稀H2SO4，④NaOH溶液四种物质中，水不如酸吸收效果好，但盐酸易挥发，不能采用，氢氧化钠与氨气不反应，所以选③；氨气极易和硫酸反应被吸收，要防止倒吸．
【交流讨论】：（1）A中可能产生水蒸气，要防止它也作为氨气被吸收，但浓硫酸不但可吸收水蒸气，也吸收氨气，所以只能用碱石灰；
（2）要使结果准确，还要保证A中的氨气全部被B吸收，图中缺少赶尽反应装置中残留氨气的装置（或有氨气残留在装置中）
【计算过程】：
增重的3.4g为氨气的质最．
设13.5g样品中含有（NH4）2SO4的质量为x．
（NH4）2SO4+2NaOH
| ||
132 34
x 3.4g
132：34=x：3.4g
解得：x=13.2g
（14×2）÷132×13.2g=2.8g
2.8g÷13.5g×100%=20.7%
20.5%≤20.7%≤21.0%，为合格品．
故答案为：【讨论交流】（1）过滤；漏斗；（2）CO2；（3）CO2+NH3+H2O=NH4HCO3
【硫酸铵化肥等级测定】（1）盐酸（HCl）、硫酸（H2SO4）或硝酸（HNO3）等；
实验设计：（2）③；防止倒吸；
交流讨论：（1）碱石灰；（2）缺少赶尽反应装置中残留氨气的装置（或有氨气残留在装置中）
计算过程：
增重的3.4g为氨气的质最．
设13.5g样品中含有（NH4）2SO4的质量为x．
（NH4）2SO4+2NaOH
| ||
132 34
x3.4g
132：34=x：3.4g
解得：x=13.2g
（14×2）/132×13.2g=2.8g
2.8g÷13.5g×100%=20.7%，20.5%≤20.7%≤21.0%，为合格品．
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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（NH4）2SO4的工艺流程．
[工艺流程示意图]
上述流程中，沉淀池中发生的主要化学反应为：CO2+2NH3+CaSO4+H2O=CaCO3↓+（NH4）2SO4
[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．
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．
氨气极易溶于水，其水溶液为氨水，呈碱性．
已知：（NH4）2SO4+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 ．
[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）
[工艺流程示意图]
上述流程中，沉淀池中发生的主要化学反应为：CO2+2NH3+CaSO4+H2O=CaCO3↓+（NH4）2SO4
[讨论交流]
（1）操作a的名称是
（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
（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 |
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% |
已知：（NH4）2SO4+2NaOH
| ||
[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
[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
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．
