Question

【題目】以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產(chǎn)品硫酸鈉，工藝流程如下：

氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如上圖所示。回答下列問題：

（1）寫出制備 NH4Cl的化學(xué)方程式：_____________ 。

（2）實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行蒸發(fā)濃縮用到的主要儀器有___________、燒杯、玻璃棒、酒精燈等。

（3）實(shí)驗(yàn)過程中趁熱過濾的目的是____________________。

（4）趁熱過濾后，濾液冷卻結(jié)晶。一般情況下，下列哪些因素有利于得到較大的晶體____。

A．緩慢冷卻溶液 B．溶液濃度較高 C．溶質(zhì)溶解度較小 D．緩慢蒸發(fā)溶劑

（5）若NH4Cl產(chǎn)品中含有硫酸鈉雜質(zhì)，進(jìn)一步提純產(chǎn)品的方法是____________。某研究性學(xué)習(xí)小組為測定該NH4Cl產(chǎn)品中氮的含量，設(shè)計(jì)了如圖裝置，并進(jìn)行了討論。

甲同學(xué)：根據(jù)此實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，計(jì)算的NH4Cl產(chǎn)品的含氮量可能偏高，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)裝置中存在一個(gè)明顯缺陷是：____________________________。

乙同學(xué)：實(shí)驗(yàn)過程中，往燒瓶中加入的濃氫氧化鈉溶液一定要足量并充分加熱，原因是___________________________________________。

用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，稱取13.5gNH4Cl產(chǎn)品，測得實(shí)驗(yàn)后B裝置增重3.4g。則該化肥含氮量為___________ 。

Answer 1

【答案】 (NH4)2SO4＋2NaCl Na2SO4＋2NH4Cl 蒸發(fā)皿 防止氯化銨晶體析出而損耗 AD 重結(jié)晶 A、B裝置間缺一個(gè)干燥裝置 使氯化銨充分反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為NH3 20.7%

【解析】（1）由溶解度曲線可知，氯化銨的溶解度受溫度影響較大，尤其是溫度大于40℃時(shí)，硫酸鈉溶解度隨溫度升高反而降低，故可利用復(fù)分解反應(yīng)生成氯化銨，冷卻熱的飽和溶液結(jié)晶即可，制備NH4Cl的化學(xué)方程式為：(NH4)2SO4＋2NaCl Na2SO4＋2NH4Cl。

（2）蒸發(fā)操作中的儀器有蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈、鐵架臺(帶鐵圈)等。

（3）趁熱過濾，除去硫酸鈉，得到氯化銨溶液，防止溫度降低，氯化銨晶體析出而損失，所以應(yīng)“趁熱”過濾。

（4）靜置、緩慢冷卻、溶劑自然蒸發(fā)，避免了局部過濃導(dǎo)致的過飽和，利于得到較大的晶體，故選AD。

（5）氯化銨的溶解度受溫度影響較大，40℃以上時(shí)硫酸鈉溶解度受溫度影響小，故NH4Cl產(chǎn)品中含有硫酸鈉雜質(zhì)，可采用反復(fù)多次結(jié)晶的方法進(jìn)一步提純產(chǎn)品，即重結(jié)晶法；甲同學(xué)：A、B裝置間缺一個(gè)干燥裝置，氨氣在進(jìn)入B之前沒被干燥，所以含氮量偏高；乙同學(xué)：燒瓶中發(fā)生的是強(qiáng)堿與銨鹽溶液的反應(yīng)：NH4++OH-= NH3↑+H2O，要使銨根離子全部轉(zhuǎn)化為氨氣，堿要足量并充分加熱；實(shí)驗(yàn)后B裝置增重3.4g即為氨氣的質(zhì)量，所以氮元素的質(zhì)量為3.4g×=2.8g，所以含氮量為2.8g÷13.5g×100%≈20.7%。