某化學研究性學習小組參加社會社會實踐調查得知: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以下制備(NH4)2SO4的工藝流程.
[工藝流程示意圖]
上述流程中,沉淀池中發(fā)生的主要化學反應為:CO2+2NH3+CaSO4+H2O=CaCO3↓+(NH4)2SO4
[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)經操作a后得到的某物質在煅燒爐中發(fā)生反應的化學方程式為______.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的填化學式為______.
(3)圖中操作b應怎樣進行呢?
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點轉化為C點時,采用的是冷卻熱飽和溶液方法
該化肥廠生產的硫酸銨化肥品質怎樣呢?
[查閱資料]下表是硫酸銨化肥品質的主要指標.
指標項目 | 優(yōu)等品 | 一等品 | 合格品 |
外觀 | 白色結晶,無可見機械雜質 | 無可見機械雜質 |
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.
[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完全轉化為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,寫出化學方程式______.
[交流討論]
甲同學認為:應在實驗裝置中A、B裝置間加裝一個干燥裝置,否則根據實驗測得的數據,計算硫酸銨化肥的含氮量可能______(填“偏高”或“偏低”).
乙同學認為:改進后的實驗裝置中還存在另一個明顯缺陷是:______.
(經過大家充分討論后,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,經數據處理釋放出氨氣的質量與反應時間如圖所示.試通過計算,判斷該化肥的等級.______(要求寫出計算過程)