Question

（2009•溧水县二模）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（NH₄）₂SO₄的工艺流程．
[工艺流程示意图]

上述流程中，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______，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↑

Answer

[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．