Question

某化工廠為綜合利用生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)品CaSO₄，與相鄰的化肥廠聯(lián)合設(shè)計(jì)了制備（NH₄）₂SO₄的工藝流程．

（1）操作a的名稱是

 

，若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行此操作，用到的玻璃儀器除玻璃棒、燒杯外，還需要

 

．
（2）經(jīng)操作a后得到的白色固體M在高溫中分解生成X和Y兩種物質(zhì)，X常常被用做食品干燥劑．該工藝中，Y被作為原料之一循環(huán)利用．Y的化學(xué)式為

 

．
（3）沉淀池中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為：

 

．
（4）沉淀池中也可能生成少量NH₄HCO₃．為了判斷（NH₄）₂SO₄化肥中有無(wú)NH₄HCO₃：取少量試樣溶于水，滴加足量的

 

，無(wú)氣泡產(chǎn)生，則可判斷該化肥中不存在NH₄HCO₃．
（5）為測(cè)定硫酸銨化肥的純度（已確定該化肥中不存在NH₄HCO₃雜質(zhì)），工廠的技術(shù)人員設(shè)計(jì)了右圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．已知氨氣極易溶于水，其水溶液為氨水．氨水呈堿性，不穩(wěn)定，易揮發(fā)．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，技術(shù)人員往燒瓶中加入足量濃氫氧化鈉溶液，并加熱使硫酸銨充分反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為NH₃．通過(guò)測(cè)出氨氣的質(zhì)量，然后算出化肥中硫酸銨的純度．燒杯中的試劑是為了吸收產(chǎn)生的氨氣，下列最適宜的試劑是

 

（填序號(hào)）：①水  ②濃HCl  ③稀H₂SO₄ ④NaOH溶液
燒杯中干燥管的作用是

 

．

Answer 1

分析：（1）操作a是過(guò)濾，過(guò)濾操作中用到的玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒．
（2）白色固體高溫分解為兩種物質(zhì)，其中一種常被用做食品干燥劑，根據(jù)所學(xué)知識(shí)和生活常識(shí)可知，生成的該物質(zhì)為CaO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑，那么X為CaO，Y為CO₂
（3）由題意可知，工廠的目的是制備（NH₄）₂SO₄，依據(jù)工藝流程和所學(xué)知識(shí)可知（2）中產(chǎn)生的CO₂作為原料循環(huán)利用，沉淀池中發(fā)生的反應(yīng)為：CO₂+2NH₃+CaSO₄+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄ 
（4）判斷（NH₄）₂SO₄化肥中有無(wú)NH₄HCO₃，只要證明是否含有CO₃^2-離子就可以．檢驗(yàn)該離子的方法是滴加稀酸，產(chǎn)生氣泡，把氣體通入澄清石灰水中，變渾濁．若滴酸后，無(wú)氣泡產(chǎn)生，則說(shuō)明沒(méi)有該離子．
（5）為測(cè)定硫酸銨化肥的純度，設(shè)計(jì)原理是通過(guò)測(cè)出氨氣的質(zhì)量，然后計(jì)算化肥中硫酸銨的純度．要測(cè)出氨氣的質(zhì)量，生成的氨氣就要全部被B裝置吸收．由題意可知氨氣極易溶于水，其水溶液為氨水．氨水不穩(wěn)定，易揮發(fā)．所以不適合用①水來(lái)吸收氨氣．又知氨水呈堿性，與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，所以不能選④．因此只能用酸溶液吸收，但是濃鹽酸具有揮發(fā)性，所以不能選②．故最適宜的試劑是③．
因?qū)嶒?yàn)過(guò)程需要加熱，當(dāng)停止加熱時(shí)，燒瓶?jī)?nèi)溫度降低，氣體收縮，出現(xiàn)內(nèi)外壓強(qiáng)差，裝置B中的溶液容易倒吸炸裂燒瓶，為防止倒吸，安裝干燥管．

解答：解：（1）操作a是過(guò)濾，過(guò)濾操作中用到的玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒．故還需要的儀器是：漏斗．
    （2）反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑，因X常被用做食品干燥劑，為CaO，故Y的化學(xué)式為CO₂
    （3）沉淀池中主要的化學(xué)反應(yīng)：CO₂+2NH₃+CaSO₄+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄ 
    （4）檢驗(yàn)CO₃^2-離子的方法是滴加稀酸產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體．滴稀酸后，無(wú)氣泡產(chǎn)生，則說(shuō)明沒(méi)有CO₃^2-離子．稀酸可以是稀鹽酸、稀硫酸或稀硝酸等．
     （5）氨氣極易溶于水，其水溶液氨水不穩(wěn)定，易揮發(fā)，氨水呈堿性，可知，選擇酸來(lái)吸收，又因濃鹽酸具有揮發(fā)性，所以選③．
          停止加熱時(shí)，裝置B中的溶液容易被倒吸入燒瓶，使燒瓶炸裂．干燥管的作用是防止倒吸．
故答案為：
（1）過(guò)濾；漏斗；（2）CO₂；（3）CO₂+2NH₃+CaSO₄+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄
（4）稀鹽酸或稀硫酸或稀硝酸；
（5）③；防止倒吸．

點(diǎn)評(píng)：該題主要考查銨態(tài)氮肥和碳酸鹽的檢驗(yàn)，以及過(guò)濾基本操作．熟悉工藝流程是關(guān)鍵．