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某化学研究性学习小组参加社会社会实践调查得知: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以下制备(NH42SO4的工艺流程.
[工艺流程示意图]
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上述流程中,沉淀池中发生的主要化学反应为:CO2+2NH3+CaSO4+H2O=CaCO3↓+(NH42SO4
[讨论交流]
(1)操作a的名称是______,实验室中进行此操作时,用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外,还需要______
(2)经操作a后得到的某物质在煅烧炉中发生反应的化学方程式为______ CaO+CO2
[讨论交流] (1)要把沉淀池中有固体与液体分离,分离不溶性固体与液体混合物的方法称为过滤,过滤操作需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒; (2)根据流程图分析煅烧炉中发生反应并用化学方程式表示出来.根据沉淀池内的反应可知,过滤出的滤渣碳酸钙进入煅烧炉,高温下分解; 进一步结合反应的生成物及流程图的提示信息,判断循环利用的物质并写出化学式.沉淀池需要不断通入气体氨气和二氧化碳,所以碳酸钙分解出的二氧化碳气体就可以通入沉淀池进行循环利用; (3)分析应用溶解度曲线图所做出结论的正误.考查溶解度曲线图的正确使用:曲线上的点为该温度下的饱和溶液,曲线下方的点表示的溶液为不饱和溶液; [实验探究] (2)制取气体NH3的反应物的状态和反应条件选择反应所需要的装置;利用题中信息“化合生成一种盐”分析氨气与稀硫酸反应在,并写出反应的化学方程式; [交流讨论] 甲:反应过程中产生的气体中会混有水蒸气,使吸收装置质量增加而造成实验数据的误差; 乙:增加干燥装置后,排除了混在气体中水蒸气对结果的影响,但装置内会有氨气残留未能排出,吸收装置不能全部吸收所产生的氨气,造成实验结果的不准确; [探究结论] 根据实验数据通过化学计算,判断所生成的硫酸铵化肥的等级. 方法一:根据反应(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O利用放出氨气的质量求出样品硫酸铵的质量,再根据硫酸铵的质量计算出样品中N元素质量,最后转化为样品中N元素含量并与指标进行核对,得出样品的品质等级; 方法二:根据元素守恒,直接利用实验数据中氨气的质量计算出样品中N元素质量,再转化为含量并与指标核对,得出样品品质. 【解析】 [讨论交流] (1)分离沉淀池中CaCO3沉淀和(NH4)2SO4溶液,应采取过滤操作,操作需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒. 故答:过滤,漏斗; (2)过滤出的滤渣碳酸钙进入煅烧炉高温下分解生成氧化钙和二氧化碳 故选CaCO3CaO+CO2↑; 流程图的提示沉淀池需要不断通入气体氨气和二氧化碳,碳酸钙分解出二氧化碳气体,所以通入沉淀池进行循环利用的气体X应是二氧化碳气体; 故选CO2; (3)利用溶解度曲线图可查找某温度下的溶解度,可判断溶解度与温度的关系等. ①根据曲线图可查得70℃硫酸铵的溶解度为90g,说法正确; ②图中A点处于曲线下方,曲线下方的点都是不饱和溶液,所以溶液A为不饱和溶液的说法正确; ③B点在曲线上,表示此点溶液为90℃时的饱和溶液,因此要把A点20℃的不饱和溶液变成90℃的饱和溶液,采取蒸发浓缩的方法既减少水的量又可以升高温度,可以实现A点到B点的转化.说法正确; ④C点表示10℃时的硫酸铵饱和溶液,因此通过冷却结晶利用硫酸铵溶解度随温度降低而减小,使90℃的饱和溶液析出硫酸铵晶体而变成10℃时的硫酸铵饱和溶液.说法正确; 故答:①②③④; [实验探究] (2)制取气体发生装置的选择,根据反应物硫酸铵为固体、NaOH溶液为液体且反应条件是加热,所以选择此装置; 故答:固体与液体在加热时发生反应; 题中有信息“化合生成一种盐”,根据质量守恒定律,此盐就含硫酸根和铵根,即盐为硫酸铵. 故答:2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4; [交流讨论] 甲:反应过程中产生的气体中会混有水蒸气,吸收装置吸收的物质为水和氨气; 故答:偏高; 乙:装置内会有氨气残留未能排出,造成实验结果的不准确; 故答:装置内残留的氨气影响含氮的测定结果 [探究结论]根据实验数据通过化学计算,判断所生成的硫酸铵化肥的等级. 解法一:设样品中硫酸铵的质量为X (设和答共1分) (NH4)2SO4+2NaOH≜Na2SO4+2NH3↑+2H2O 132                 34 X                  3.4g 解之得硫酸铵的质量x=13.2 g 硫酸铵中所含N元素的质量为:×13.2g=2.8g 样品中N元素的质量分数(含量)为:×100=20.7% ∵21.0%>20.7%>20.5%∴所生产的硫酸铵化学只能为合格品 答:该化肥属于合格品. 解法二:根据反应(NH4)2SO4+2NaOH≜Na2SO4+2NH3↑+2H2O可知,生成物氨气中N元素的质量即化肥样品硫酸铵所含N元素质量. 3.4gNH3中N元素质量为:3.4g××100%=2.8g 13.5 g硫酸铵化肥样品中N元素的含量为:×100%=20.7% ∵21.0%>20.7%>20.5%∴所生产的硫酸铵化学只能为合格品 答:该化肥属于合格品.
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考点分析:
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______
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______
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