Question

（1）某廠利用生產(chǎn)磷銨排放的磷石膏廢渣制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥，硫酸返回用于生產(chǎn)磷銨．其生產(chǎn)流程圖如下：

反應(yīng)Ⅰ：Ca₅F（PO₄）₃+5H₂SO₄+10H₂O═3H₃PO₄+5CaSO₄?2H₂O+HF↑
反應(yīng)Ⅲ：2CaSO₄+C

900～1200℃

2CaO+2SO₂↑+CO₂↑（主要反應(yīng)）
①操作b的名稱是濃縮、冷卻、

 

．
②如反應(yīng)Ⅱ的產(chǎn)物是兩種酸式鹽，則物質(zhì)B中溶質(zhì)的化學(xué)式是

 

．
③若在實驗室中對反應(yīng)Ⅲ產(chǎn)生的氣體用

 

 吸收．
④該生產(chǎn)流程最大的優(yōu)點是盡可能地實現(xiàn)原料的循環(huán)使用和副產(chǎn)物的綜合利用，該生產(chǎn)流程體現(xiàn)的基本思想是

 

．
（2）為測定固體磷銨化肥中銨態(tài)氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實驗室用如下圖所示裝置進行實驗．實驗時，在A中加入mg磷銨樣品，關(guān)閉止水夾a，打開止水夾b，向A中加入足量的濃NaOH溶液，完全反應(yīng)后C中濃硫酸增重ng．請回答下列問題：

①試說明檢查該裝置氣密性的操作方法和實驗現(xiàn)象

 

．
②裝置B的作用是

 

，裝置D的作用是

 

．
③實驗過程應(yīng)該在何時鼓入空氣？答：

 

（填“開始前”、“過程中”或“反應(yīng)后”）
④如某次測定的銨態(tài)氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯偏低，則可能的原因是

 

（填字母）．
A．磷銨樣品與氫氧化鈉未充分反應(yīng)    B．A和B中殘留了一定量的氨氣
C．氫氧化鈉溶液的濃度太大          D．鼓氣過快
⑤固體磷銨化肥中銨態(tài)氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設(shè)計,銨鹽

專題：實驗題

分析：利用生產(chǎn)磷銨排放的磷石膏廢渣制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥，硫酸返回用于生產(chǎn)磷銨，礦石粉碎加入硫酸反應(yīng)生成磷酸，石膏晶體，氟化氫氣體，過濾得到磷酸溶液和石膏固體A，A處理得到半石膏，加入焦炭和粘土高溫加熱得到水泥熟料和混合氣體二氧化硫和二氧化碳，凈化得到二氧化硫氣體，通過反應(yīng)生成硫酸循環(huán)使用，磷酸中加入氨氣反應(yīng)生成磷銨，反應(yīng)過程中的NH₄）₂HPO₄、NH₄H₂PO₄．重新進入磷酸中完全反應(yīng)，
（1）①溶液的溶質(zhì)晶體的方法是濃縮冷卻，結(jié)晶析出；
②裝置a中磷酸與氨氣發(fā)生反應(yīng)，可以生成（NH₄）₃PO₄、（NH₄）₂HPO₄、NH₄H₂PO₄．
③依據(jù)反應(yīng)Ⅱ生成的氣體是二氧化硫二氧化碳分析判斷；
④盡可能地實現(xiàn)原料的循環(huán)使用和副產(chǎn)物的綜合利用，體現(xiàn)了綠色化學(xué)的制備思想；
（2）①依據(jù)裝置中壓強關(guān)系和液面變化分析判斷是否漏氣；
②裝置B堿石灰是吸收水蒸氣；裝置D是防止空氣中水蒸氣進入裝置C干擾測定；
③反應(yīng)后鼓入空氣目的是把裝置中生成的氣體趕入裝置C中吸收；
④產(chǎn)生誤差偏低的原因是氨氣未全部放出，或未全部吸收分析判斷選項；
⑤依據(jù)氨氣質(zhì)量結(jié)合氮元素守恒計算銨態(tài)氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）①溶液的溶質(zhì)晶體的方法是濃縮冷卻，結(jié)晶析出，故答案為：結(jié)晶；
②裝置a中磷酸與氨氣發(fā)生反應(yīng)，磷酸是三元酸，可以生成（NH₄）₃PO₄、（NH₄）₂HPO₄、NH₄H₂PO₄三種鹽，其中（NH₄）₂HPO₄、NH₄H₂PO₄兩種酸式鹽，
故答案為：（NH₄）₂HPO₄、NH₄H₂PO₄；
③反應(yīng)Ⅱ生成的氣體是二氧化硫二氧化碳，可以通過氫氧化鈉溶液吸收，故答案為：NaOH溶液；
④盡可能地實現(xiàn)原料的循環(huán)使用和副產(chǎn)物的綜合利用，體現(xiàn)了綠色化學(xué)的制備思想，故答案為：綠色化學(xué)；
（2）①依據(jù)裝置圖分析可知檢查裝置氣密性需要先密閉裝置，再依據(jù)裝置中液面變化分析判斷裝置氣密性，具體步驟為：先在D的右邊連接一段膠管丙用止水夾密閉，然后關(guān)閉止水夾a，打開止水夾b，再向分液漏斗中加水打開活塞，若水流一段時間后不再流下，則裝置不漏氣，否則漏氣，
故答案為：先在D的右邊連接一段膠管丙用止水夾密閉，然后關(guān)閉止水夾a，打開止水夾b，再向分液漏斗中加水打開活塞，若水流一段時間后不再流下，則裝置不漏氣，否則漏氣；
②氨氣生成的過程中混有水蒸氣，裝置B中是固體堿石灰，用來吸收氨氣中的水蒸氣，裝置D的作用是為了 防止空氣中的水蒸氣進入裝置C造成大的誤差，
故答案為：吸收混在氨氣中的水分，防止空氣中的水蒸氣進入裝置C中；
③鼓入空氣目的是把裝置中生成的氣體趕入裝置C中吸收，所以需要在反應(yīng)完全后再鼓入空氣，故答案為：完全反應(yīng)后；
④測定的銨態(tài)氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯偏低的原因是氨氣損耗；
A．磷銨樣品與氫氧化鈉未充分反應(yīng)，生成的氨氣減少，測定氮元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，故A符合；    
B．A和B中殘留了一定量的氨氣，裝置C中吸收氨氣的質(zhì)量減少，導(dǎo)致測定結(jié)果偏低，故B符合；
C．氫氧化鈉溶液的濃度太大，對反應(yīng)生成氨氣速率增大，不影響氨氣的生成量，故C不符合；        
D．鼓氣過快，氨氣不能全部吸收而放出，導(dǎo)致測定結(jié)果偏低，故D符合；
故答案為：ABD；
⑤實驗時，在A中加入mg磷銨樣品，關(guān)閉止水夾a，打開止水夾b，向A中加入足量的濃NaOH溶液，完全反應(yīng)后C中濃硫酸增重ng為氨氣的質(zhì)量，依據(jù)氮元素守恒計算得到氮元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

ng 17g/mol ×14g/mol

mg

×100%=

14n

17m

×100%，
故答案為：

14n

17m

×100%．

點評：本題考查了磷素銨的制備流程分析判斷，氨氣的制備和性質(zhì)實驗驗證，實驗過程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用和實驗基本操作的熟練掌握是解題關(guān)鍵，題目難度中等．