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.

某学习小组的同学在学习了Na2CO3、NaHCO3的性质后,了解到它们都能与盐酸反应产生CO2气体,那么如何鉴别Na2CO3和NaHCO3呢?带着这样的疑问,他们进行了下列探究:

[查阅资料](1)Ca(HCO3)2可溶于水;

(2)NaHCO3固体受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水.

[猜想](1)甲同学认为可用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液.

(2)乙同学认为可用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液.

甲、乙两同学的猜想是依据澄清石灰水、CaCl2溶液分别与Na2CO3溶液反应均有沉淀产生;又知道Ca(HCO3)2可溶于水,因此猜测澄清石灰水、CaCl2溶液分别与NaHCO3溶液混合不会产生沉淀,从而鉴别出两种溶液.

(3)丙同学认为固体Na2CO3、NaHCO3可用加热的方法鉴别.

[实验探究](1)甲同学在两支分别盛有少量Na2CO3、NaHCO3溶液的试管中,各加入澄清石灰水,观察到两支试管中的现象相同,均产生了白色沉淀,实验结果与猜想不一致,即不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液.

(2)乙同学将CaCl2溶液加入到分别盛有少量Na2CO3、NaHCO3溶液的试管中,发现两支试管中也都产生了白色沉淀,实验结果出乎意料,但根据观察到的其他实验现象,他认为仍可用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液.

(3)丙同学分别取了一定量的Na2CO3、NaHCO3固体于大试管中加热(如图所示):

①加热Na2CO3时,开始即见小试管中有少量气泡产生,继续加热,气泡逐渐减少,未见澄清石灰水变浑浊,

②加热NaHCO3时,丙同学观察到实验现象与①不同,证实了自己的猜想是合理的.

[问题讨论](1)小组同学对上述实验展开了讨论,对甲同学的两个实验进行了比较,并从物质在溶液中解离出不同离子的微观角度分析了原因(如图1、图2).请写出Na2CO3与澄清石灰水发生反应的化学方程式________;写出NaHCO3与澄清石灰水混合时参与反应的离子:________.

(2)乙同学的两个实验中,大家对CaCl2与Na2CO3溶液的反应比较熟悉,而对CaCl2与NaHCO3溶液混合产生的现象难以理解,同学们又进一步查阅了资料,了解到CaCl2与NaHCO3溶液可发生如下反应:CaCl2+2NaHCO3=CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O,因而同学们知道了乙同学是通过观察到________现象来鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液的.

至于CaCl2与NaHCO3溶液为什么能发生上述反应,老师指出其反应原理较复杂,有待于今后学习中进一步探究.

(3)丙同学在加热Na2CO3固体时,开始产生少量气泡的原因是________;根据你分析:Na2CO3受热________分解(填“易”或“不易”).在加热NaHCO3固体时,丙同学观察到的实验现象是________(任写一种).

[拓展应用](1)固体Na2CO3中混有少量NaHCO3,可通过________方法除去.

(2)把105 g氯化钙溶液与100 g 5.3%的碳酸钠溶液混合,恰好完全反应,则反应所得溶液中溶质的质量分数是多少?(写出完整的解题过程).

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