题目内容

11．某化学小组在实验中利用CaSO4、NH3、CO2制备（NH4）2SO4，其工艺流程如下．

回答下列问题：
（1）操作Ⅰ的名称为过滤；操作Ⅱ一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．
（2）X物质为NH3（填化学式，下同），Y物质为CO2，可循环利用的物质的有NH3，CO2．
（3）图2中装置不能用于实验室制氨气的是甲（填序号）．

选择氨气的制取装置后，再用图3装置收集干燥的氨气，并制取硫酸铵溶液，连接的顺序（用接口序号字母表示）是：a接d，e接g，f接c，b接h．

上述装置中CCl4的作用是防倒吸．
（4）要测定所制得的硫酸铵纯度，取10.0g样品，完全溶于水，向溶液中滴加过量的氯化钡溶液，过滤、洗涤、干燥后称量固体的质量为13.98g．所制得硫酸铵的纯度为79.2%．

分析 硫酸钙悬浊液通入足量的氨气，使溶液成碱性，再通适量的二氧化碳，与溶液中的氨水、硫酸钙悬浊液反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵溶液，经过过滤分离得到碳酸钙沉淀再煅烧生成生石灰，而旅游硫酸铵经过蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥得到硫酸铵晶体；
（1）常见物质的分离提纯方法；
（2）中性条件下CO2的溶解度很小，但是氨气易溶于水，得到的碱性溶液易和二氧化碳反应，能把CaSO4完全转化为CaCO3；
（3）氨气的实验室制备、净化、尾气吸收；
（4）测定所制得的硫酸铵纯度，使硫酸根离子完全沉淀，求得硫酸铵的物质的量、质量．

解答 解：硫酸钙悬浊液通入足量的氨气，使溶液成碱性，再通适量的二氧化碳，与溶液中的氨水、硫酸钙悬浊液反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵溶液，经过过滤分离得到碳酸钙沉淀再煅烧生成生石灰，而旅游硫酸铵经过蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥得到硫酸铵晶体；
（1）由分析知：B为碳酸钙沉淀和硫酸铵溶液，分离二者的实验操作应为：过滤，滤液硫酸铵溶液，使硫酸铵在溶液中析出的方法为：先加热制成饱和溶液
（蒸发浓缩）再降温冷却，结晶析出（冷却结晶），过滤；
故答案为：过滤；冷却结晶；
（2）中性条件下CO2的溶解度很小，但是氨气易溶于水，得到的碱性溶液易和二氧化碳反应，能把CaSO4完全转化为CaCO3，往CaSO4悬浊液中加入NH3后，发生反应如下：CaSO4+2NH3+2H2O?Ca（OH）2+（NH4）2SO4，向其中加入CO2可以生成CaCO3，平衡向正方向移动，有利于（NH4）2SO4的生成，则X为NH3，Y为CO2；根据反应流程得知：工艺流程中生成NH3和CO2，也需要使用NH3和CO2，可循环利用的物质的有NH3，CO2；
故答案为：NH3；CO2； NH3，CO2；
（3）甲：氯化铵受热分解成氨气和氯化氢，但氨气和氯化氢一冷却马上又可以化合成氯化铵，这个方案很难制氨气；
乙：氨水中存在平衡关系：NH3+H2O═NH3•H2O═NH4++OH-，加热浓氨水，氨气溶解度降低，从溶液中逸出，平衡向逆反应方向移动，可以制取氨气；
丙：熟石灰和氯化铵混合后加热可以制取氨气，反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O，可以制取氨气；
丁：利用CaO与H2O剧烈反应，生成Ca（OH）2，放出大量热，促进NH3•H2O的分解及NH3的挥发逸出，又由于Ca（OH）2是强碱，也促进NH3•H2O的分解及NH3的挥发逸出，反应的化学方程式为：NH3•H2O+CaO═NH3↑+Ca（OH）2，可以制取氨气；故选甲；
选择氨气的制取装置后，再用图3装置收集干燥的氨气，并制取硫酸铵溶液，顺序为：制气装置、干燥装置、集气装置、吸收装置、尾气处理装置；连接的顺序（用接口序号字母表示）是：de，gf，cb，h；
上述装置中，水的密度比四氯化碳小，浮在四氯化碳的上面，四氯化碳不能和氨气反应，也不溶解氨气，该装置既能够吸收易溶性气体，又能够防止倒吸；
故答案为：甲；d；e；g；f；c；b；h；防倒吸；
（4）要测定所制得的硫酸铵纯度，取10.0g样品，完全溶于水，向溶液中滴加过量的氯化钡溶液，目的是使硫酸根离子完全沉淀，静置向上层清液再滴加氯化钡就不会有沉淀生成，可以检验氯化钡是否已过量；
向溶液中滴加过量的氯化钡溶液，过滤、洗涤、干燥后的固体为硫酸钡，质量为13.98g，n（BaSO4）=$\frac{m}{M}$=$\frac{13.98g}{233g/mol}$=0.06mol，n（（NH4）2SO4）=n（SO42+）=n（BaSO4）=0.06mol，m（（NH4）2SO4）=n•M=0.06mol×132g/mol=7.92g，硫酸铵的纯度=$\frac{7.92g}{10.0g}$×100%=79.2%；
故答案为：79.2%．

点评 本题为工艺流程题，涉及原料、产品的判断、方程式的书写、检验、气体的制备等．做题时要充分利用所给的信息，结合自己已学过的知识，进行有依据性的推测、计算，难度较大．

练习册系列答案
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12．实验室里用下列仪器和药品制取纯净的无水氯化铜．根据要求完成以下问题：
序号①②③④③⑥
仪器及装置图
（1）按气体从左向右流动，装置②在④左边，则②中加入的液体是饱和食盐水；
（2）装置⑤中发生反应的化学方程式是MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+2Cl2↑+2H2O；
（3）实验开始时，应先点燃⑤（填装置序号）处的酒精灯，否则CuCl2中含有CuO（填化学式）杂质．待充分反应后，装置①的玻璃管中剩余物呈棕黄色；
（4）某实验小组组装装置时，在①和⑥之间添加了一个盛有浓硫酸的洗气瓶，其作用是防止氢氧化钠溶液中的水蒸气进入装置①．
2．氯化钠是日常生活的必需品，也是重要的化工原料．粗盐除含NaCl外，还含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质．以下是粗盐提纯的操作流程如图1．

提供的试剂：Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、HCl溶液．
（1）上述流程中，操作①的名称是过滤，操作②所选用的装置如图2为D（填装置编号），
该装置中仪器a的名称是蒸发皿
（2）欲除去溶液I中的MgCl2、CaCl2、Na2SO4，根据提供的试剂，则下列滴加顺序错误的是B
A．NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液
B．Na2CO3溶液、BaCl2溶液、NaOH溶液
C．BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液
D．BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液
沉淀a中不溶于盐酸的主要物质为BaSO4（填化学式）
（3）为除尽溶液I中SO42-，则需要加入过量的BaCl2．如何判断SO42-已沉淀完全静置一段时间后，取少量上层清液于试管中，再滴加BaCl2溶液，若无沉淀生成，说明SO42-沉淀完全，反之未沉淀完全．
19．关于粗盐提纯下列说法中正确的是（　　）
A．溶解粗盐时，应尽量让溶液稀些，防止食盐不完全溶解
B．滤去不溶性杂质后，将滤液移至坩埚内加热浓缩
C．将制得的晶体转移到新制过滤器中用大量水进行洗涤
D．当蒸发到剩余少量液体时，停止加热，利用余热将液体蒸干
6．海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在．实验室里从海藻中提取碘的流程如图1（ 已知2KI+Cl2═2KCl+I2，碘与溴一样易溶于有机溶剂 ）：

（1）指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：①过滤，③萃取分液．
（2）提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是AB，
A．苯            B．四氯化碳           C．酒精
（3）为使上述流程中含碘离子溶液转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒以及必要的夹持仪器，尚缺少的玻璃仪器是分液漏斗．
（4）从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还需经过蒸馏，请指出图2所示蒸馏实验装置中的3个错误中另外2处：
①加热时没有垫石棉网．
②温度计位置错误．
③冷凝水进出口方向错误．
（5）如果本实验改用汽油做萃取剂，则上层液体的颜色为紫红色或紫色色，下层液体中溶质的主要成分为KCl（写化学式）．
16．四氯化锡是无色液体，熔点-33°C，沸点114°C．氯气与金属锡在加热时反应可以用来制备SnCl4，SnCl4极易水解，在潮湿的空气中发烟．同学甲通过如图装置制备少量SnCl4（夹持装置略）．请回答下列问题：

（1）仪器B的名称是蒸馏烧瓶．
（2）装置Ⅱ中盛放的试剂是饱和食盐水，装置Ⅲ的作用是干燥Cl2．
（3）关于该实验装置的下列说法正确的是A（填字母代号）．
A．仪器B中应加入少量碎瓷片
B．为了控制温度，仪器B中可以使用温度计，且用水浴加热效果更好
C．为了增强冷凝效果，装置Ⅴ可以用球形或蛇形冷凝管代替
D．装置Ⅴ中a为冷凝水的进水口
（4）仪器A中发生反应后，KMnO4被还原为Mn2+，写出该反应的化学方程式2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O．
（5）同学乙认为装置Ⅶ的使用不合理，并推测若按同学甲的方案进行实验，装置Ⅵ中除生成SnCl4外，还会生成其他含锡的化合物，其化学式为H2SnO3或SnO2或Sn（OH）4或H4SnO4．同学乙提出的改进意见是用一个盛有碱石灰（填试剂名称）的球形干燥管代替装置Ⅶ．
（6）按改进后的实验方案进行实验，若装置Ⅳ中用去锡粉11.90g，反应后，装置Ⅵ中锥形瓶里收集到23.49gSnCl4，则SnCl4的产率为90%．
3．在体积为V L的恒容密闭容器中盛有一定量H2，通入Br2（g）发生反应：H2（g）+Br2（g）?2HBr（g）△H＜0．当温度分别为T1、T2，达平衡时，H2的体积分数与Br2（g）的物质的量变化关系如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．由图可知：T1＜T2
B．a、b两点的正反应速率：b＞a
C．为了提高Br2（g）的转化率，可在其他条件不变时，将体积变为V/2 L
D．T1时，随着Br2（g）加入，平衡时HBr的体积分数不断增加
20．“温室效应”是全球关注的环境问题之一．CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体．因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径．
（1）下列措施中，不利于降低大气中CO2浓度的有c（填字母）．
a．减少化石燃料的使用
b．植物造林，增大植被面积
c．用家用汽车代替公交车
d．利用太阳能、风能、潮汐能
e．采用节能技术，尽可能地降低含碳燃料的用量
（2）将CO2转化为有机物可有效实现碳循环．CO2转化成有机物的例子很多，如：
a.6CO2+6H2O$\stackrel{光合作用}{→}$C6H12O6+6O2
b．CO2+3H2$→_{△}^{催化剂}$CH3OH+H2O
c．CO2+CH4$→_{△}^{催化剂}$CH3COOH
d.2CO2+6H2$→_{△}^{催化剂}$CH2=CH2+4H2O
以上反应中，最节能的是a，原子利用率最高的是c．（填字母）
（3）该题“第（2）问”中的一种有机物能与Na2CO3溶液反应放出CO2该有机物所含的官能团是羧基（写名称），写出该有机物与Na2CO3，溶液反应放出CO2的化学方程式2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+H2O+CO2↑．
（4）为了控制温室效应，各国科学家提出了不少方法和设想．有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实，设想将CO2液化后，送入深海海底，以减少大气中CO2的浓度．为使CO2液化，可采取的措施是d（填字母）．
a．减压、升温b．增压、升温c．减压、降温d．增压、降温．
1．下列各反应达到化学平衡后，加压或降温都能使化学平衡向逆反应方向移动的是（　　）
A．2NO2?N2O4        （正反应为放热反应）
B．C（s）+CO2?2CO   （正反应为吸热反应）
C．N2+3H2?2NH3       （正反应为放热反应）
D．H2S?H2+S（s）    （正反应为吸热反应）

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