Question

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．

（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后得到的白色固体M在高温中分解生成X和Y两种物质，X常常被用做食品干燥剂．该工艺中，Y被作为原料之一循环利用．Y的化学式为

 

．
（3）沉淀池中发生的主要化学反应为：

 

．
（4）沉淀池中也可能生成少量NH₄HCO₃．为了判断（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．
（5）为测定硫酸铵化肥的纯度（已确定该化肥中不存在NH₄HCO₃杂质），工厂的技术人员设计了右图所示装置进行实验．已知氨气极易溶于水，其水溶液为氨水．氨水呈碱性，不稳定，易挥发．实验过程中，技术人员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．通过测出氨气的质量，然后算出化肥中硫酸铵的纯度．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

 

．

Answer 1

分析：（1）操作a是过滤，过滤操作中用到的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒．
（2）白色固体高温分解为两种物质，其中一种常被用做食品干燥剂，根据所学知识和生活常识可知，生成的该物质为CaO，该反应的化学方程式为：CaCO₃

高温  .

CaO+CO₂↑，那么X为CaO，Y为CO₂
（3）由题意可知，工厂的目的是制备（NH₄）₂SO₄，依据工艺流程和所学知识可知（2）中产生的CO₂作为原料循环利用，沉淀池中发生的反应为：CO₂+2NH₃+CaSO₄+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄ 
（4）判断（NH₄）₂SO₄化肥中有无NH₄HCO₃，只要证明是否含有CO₃^2-离子就可以．检验该离子的方法是滴加稀酸，产生气泡，把气体通入澄清石灰水中，变浑浊．若滴酸后，无气泡产生，则说明没有该离子．
（5）为测定硫酸铵化肥的纯度，设计原理是通过测出氨气的质量，然后计算化肥中硫酸铵的纯度．要测出氨气的质量，生成的氨气就要全部被B装置吸收．由题意可知氨气极易溶于水，其水溶液为氨水．氨水不稳定，易挥发．所以不适合用①水来吸收氨气．又知氨水呈碱性，与氢氧化钠溶液不反应，所以不能选④．因此只能用酸溶液吸收，但是浓盐酸具有挥发性，所以不能选②．故最适宜的试剂是③．
因实验过程需要加热，当停止加热时，烧瓶内温度降低，气体收缩，出现内外压强差，装置B中的溶液容易倒吸炸裂烧瓶，为防止倒吸，安装干燥管．

解答：解：（1）操作a是过滤，过滤操作中用到的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒．故还需要的仪器是：漏斗．
    （2）反应的化学方程式为：CaCO₃

高温  .

CaO+CO₂↑，因X常被用做食品干燥剂，为CaO，故Y的化学式为CO₂
    （3）沉淀池中主要的化学反应：CO₂+2NH₃+CaSO₄+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄ 
    （4）检验CO₃^2-离子的方法是滴加稀酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体．滴稀酸后，无气泡产生，则说明没有CO₃^2-离子．稀酸可以是稀盐酸、稀硫酸或稀硝酸等．
     （5）氨气极易溶于水，其水溶液氨水不稳定，易挥发，氨水呈碱性，可知，选择酸来吸收，又因浓盐酸具有挥发性，所以选③．
          停止加热时，装置B中的溶液容易被倒吸入烧瓶，使烧瓶炸裂．干燥管的作用是防止倒吸．
故答案为：
（1）过滤；漏斗；（2）CO₂；（3）CO₂+2NH₃+CaSO₄+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄
（4）稀盐酸或稀硫酸或稀硝酸；
（5）③；防止倒吸．

点评：该题主要考查铵态氮肥和碳酸盐的检验，以及过滤基本操作．熟悉工艺流程是关键．