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+2N

发布时间:2020-08-01 16:55:22

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+2NaOHNa2SO4+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.

网友回答

解:【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】:
解: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+2NaOHNa2SO4+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.
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