Question

某化工廠為綜合利用生產過程中的副產品CaSO₄，與相鄰的化肥廠聯合設計了制備（NH₄）₂SO₄的工藝流程．

（1）操作a的名稱是______，若在實驗室進行此操作，用到的玻璃儀器除玻璃棒、燒杯外，還需要______．
（2）經操作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，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利用．Y的化學式為______．
（3）沉淀池中發生的主要化學反應為：______．
（4）沉淀池中也可能生成少量NH₄HCO₃．為了判斷（NH₄）₂SO₄化肥中有無NH₄HCO₃：取少量試樣溶于水，滴加足量的______，無氣泡產生，則可判斷該化肥中不存在NH₄HCO₃．
（5）為測定硫酸銨化肥的純度（已確定該化肥中不存在NH₄HCO₃雜質），工廠的技術人員設計了右圖所示裝置進行實驗．已知氨氣極易溶于水，其水溶液為氨水．氨水呈堿性，不穩定，易揮發．實驗過程中，技術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完全轉化為NH₃．通過測出氨氣的質量，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生的氨氣，下列最適宜的試劑是______（填序號）：①水  ②濃HCl  ③稀H₂SO₄ ④NaOH溶液
燒杯中干燥管的作用是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）操作a是過濾，過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，其中一種常被用做食品干燥劑，根據所學知識和生活常識可知，生成的該物質為CaO，該反應的化學方程式為：CaCO₃CaO+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，依據工藝流程和所學知識可知（2）中產生的CO₂作為原料循環利用，沉淀池中發生的反應為：CO₂+2NH₃+CaSO₄+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄ 
（4）判斷（NH₄）₂SO₄化肥中有無NH₄HCO₃，只要證明是否含有CO₃^2-離子就可以．檢驗該離子的方法是滴加稀酸，產生氣泡，把氣體通入澄清石灰水中，變渾濁．若滴酸后，無氣泡產生，則說明沒有該離子．
（5）為測定硫酸銨化肥的純度，設計原理是通過測出氨氣的質量，然后計算化肥中硫酸銨的純度．要測出氨氣的質量，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．氨水不穩定，易揮發．所以不適合用①水來吸收氨氣．又知氨水呈堿性，與氫氧化鈉溶液不反應，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性，所以不能選②．故最適宜的試劑是③．
因實驗過程需要加熱，當停止加熱時，燒瓶內溫度降低，氣體收縮，出現內外壓強差，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是過濾，過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）反應的化學方程式為：CaCO₃CaO+CO₂↑，因X常被用做食品干燥劑，為CaO，故Y的化學式為CO₂
    （3）沉淀池中主要的化學反應：CO₂+2NH₃+CaSO₄+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄ 
    （4）檢驗CO₃^2-離子的方法是滴加稀酸產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體．滴稀酸后，無氣泡產生，則說明沒有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，其水溶液氨水不穩定，易揮發，氨水呈堿性，可知，選擇酸來吸收，又因濃鹽酸具有揮發性，所以選③．
          停止加熱時，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．
點評：該題主要考查銨態氮肥和碳酸鹽的檢驗，以及過濾基本操作．熟悉工藝流程是關鍵．