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+2NaOHNa2SO4+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:
按如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.