某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組參加社會社會實踐調(diào)查得知:某化工廠為綜合利用生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品CaSO
4,與相鄰的化肥廠聯(lián)合設(shè)計了以下制備(NH
4)
2SO
4的工藝流程.
[工藝流程示意圖]
上述流程中,沉淀池中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為:CO
2+2NH
3+CaSO
4+H
2O=CaCO
3↓+(NH
4)
2SO
4[討論交流]
(1)操作a的名稱是
,實驗室中進行此操作時,用到的玻璃儀器除玻璃棒、燒杯外,還需要
.
(2)經(jīng)操作a后得到的某物質(zhì)在煅燒爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
.該工藝中,X在沉淀池中被消耗,在煅燒爐中又生成,故X可循環(huán)使用.X的填化學(xué)式為
.
(3)圖中操作b應(yīng)怎樣進行呢?
查閱資料:右圖是硫酸銨在水中的溶解度曲線.
表:固體硫酸銨在部分溫度時的溶解度.
溫度/℃ |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
溶解度/g |
70.6 |
73 |
75.4 |
78 |
81 |
85 |
88 |
? |
95 |
98 |
103 |
下列說法正確的有
.
①從溶解度曲線中,可以查找70℃時硫酸銨的溶解度約90g;②圖中的A點表示硫酸銨溶液的狀態(tài)不飽和;③若將A點變成B點的操作采用加熱蒸發(fā)、使溶液濃縮的方法④若將B點轉(zhuǎn)化為C點時,采用的是冷卻熱飽和溶液方法
該化肥廠生產(chǎn)的硫酸銨化肥品質(zhì)怎樣呢?
[查閱資料]下表是硫酸銨化肥品質(zhì)的主要指標.
指標項目 |
優(yōu)等品 |
一等品 |
合格品 |
外觀 |
白色結(jié)晶,無可見機械雜質(zhì) |
無可見機械雜質(zhì) |
氮(N)含量 |
≥21.0% |
≥20.7% |
≥20.5% |
氨氣極易溶于水,其水溶液為氨水,呈堿性.
已知:(NH
4)
2SO
4+2NaOH
Na
2SO
4+2NH
3↑+2H
2O
[觀察外觀]該硫酸銨化肥無可見機械雜質(zhì).
[實驗探究]按如圖所示裝置進行實驗.
(1)實驗過程中,為使硫酸銨充分反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為NH
3,則需往燒瓶中加入足量濃氫氧化鈉溶液并充分加熱.
(2)選擇右圖裝置A進行實驗的原因
,燒杯中盛放的試劑稀硫酸可以吸收氨氣,兩者化合生成一種鹽,寫出化學(xué)方程式
.
[交流討論]
甲同學(xué)認為:應(yīng)在實驗裝置中A、B裝置間加裝一個干燥裝置,否則根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù),計算硫酸銨化肥的含氮量可能
(填“偏高”或“偏低”).
乙同學(xué)認為:改進后的實驗裝置中還存在另一個明顯缺陷是:
.
(經(jīng)過大家充分討論后,對實驗裝置進行了改進,重新進行實驗.)
[探究結(jié)論]稱取13.5 g硫酸銨化肥樣品,用最終改進后的實驗裝置重新進行實驗,經(jīng)數(shù)據(jù)處理釋放出氨氣的質(zhì)量與反應(yīng)時間如圖所示.試通過計算,判斷該化肥的等級.
(要求寫出計算過程)