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2SO4的工艺流程．沉淀池中发生的主要化学反应为：CO2

题文

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：指标
项目优等品合格品氮（N）含量≥21.0%≥20.5%【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．

题型：未知 难度：其他题型

答案

【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．

解析

  △  . 

考点

据考高分专家说，试题“某化工厂为综合利用生产过程中的副产品Ca.....”主要考查你对 [过滤 ]考点的理解。

过滤

过滤定义：
利用介质滤除水中杂质的方法。
通过特殊装置将流体提纯净化的过程，过滤的方式很多，使用的物系也很广泛，固-液、固-气、大颗粒、小颗粒都很常见。
在推动力或者其他外力作用下悬浮液（或含固体颗粒发热气体）中的液体（或气体）透过介质，固体颗粒及其他物质被过滤介质截留，从而使固体及其他物质与液体（或气体）分离的操作。

过滤归纳：
过滤的原理其中一种能溶于水，另一种不能溶于水，则可以先把它们充分溶于水中，再进行过滤分离制作过滤器把一张圆形滤纸连续对折两次，得到一个四层的扇形滤纸，然后再用手捏住最外面一层滤纸展开，便得到一个一边是一层，另一边是三层的滤纸，用少量水润湿一下，把它贴在漏斗内壁上即可。用到的仪器铁架台(带铁圈)、烧杯、漏斗、玻璃棒、滤纸等过滤装置

注意事项操作注意事项有：一贴、二低、三靠。
一贴：滤纸紧贴漏斗内壁，以没有气泡为准，可加快过滤的速度；
二低：滤纸边缘低于漏斗边缘；漏斗内液面低于滤纸边缘，防止液体从滤纸与漏斗之间的间隙流下，使过滤不充分；
三靠：盛待过滤液体的烧杯紧靠引流的玻璃棒，防止液体溅到漏斗外丽；玻璃棒的下端紧靠在三层滤纸上，防止戳破滤纸；漏斗下端长的那侧管口紧靠烧杯内壁，防止液体溅出过滤失败的原因①滤纸破损；②过滤时液面高于滤纸边缘； ③收集滤液的烧杯不洁净过滤操作实验口诀斗架烧杯玻璃棒，滤纸漏斗角一样。
过滤之前要静置，三靠两低不要忘。