Question

【化學--選修化學與技術】
農作物生長不僅需要陽光、空氣和水，還需要多種化學元素．當植物缺乏N元素時，表現為植株生長緩慢、葉色發黃，嚴重時葉片脫落直至死亡．
（1）下列可作氮肥的化合物是

 

，其中含N量最高的是

 

．
A．硫酸銨    B．磷酸二氫鈣     C．硫酸鉀     D．尿素
（2）氮肥的制備，首先涉及氨的合成，請填寫下列合成氨工藝流程圖中的設備名稱：

A

 

B

 

（3）某化工廠為了綜合利用生產過程中的副產品CaSO₄，與相鄰的合成氨廠聯合設計了以下制備（NH₄）₂SO₄的工藝流程：

①沉淀池中發生的主要反應方程式是

 

；
②在上述流程的沉淀池中通入足量氨氣的目的是

 

，可以循環使用的X是

 

；
③從物質的性質和工業生產實際的角度考慮該流程的主要缺陷是

 

．

Answer 1

分析：（1）含有N元素的物質可用作氮肥，一般來說尿素的含氮量最高；
（2）工業合成氨應在高溫、高壓、催化劑的條件下進行，根據反應的條件判斷；
（3）根據反應CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄和平衡原理可知，生成的CaCO₃溶解度小于CaSO₄，有利于反應正向進行，溶液呈堿性有利于CO₂的吸收，所以通入足量氨氣；根據流程判斷可知循環的氣體X是CO₂，副產品是生石灰．

解答：解：（1）可用作氮肥的物質應含有氮元素，可為硫酸銨和尿素，其中尿素的含氮量最高，故答案為：AD；D；
（2）工業合成氨應在高溫、高壓、催化劑的條件下進行，則應用壓縮機先增大氣體的壓強，通過熱交換器對氣體進行加熱，故答案為：壓縮機；熱交換器；
（3）①根據反應流程可知反應物為CaSO₄、CO₂、NH₃、H₂O，生成物為CaCO₃和（NH₄）₂SO₄，反應的方程式為CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄，
故答案為：CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄；
②溶液呈堿性有利于CO₂的吸收，所以通入足量氨氣，根據流程判斷可知循環的氣體X是CO₂，
故答案為：一方面提供反應物，另一方面使溶液呈堿性有利于CO₂的吸收；CO₂；
③CaSO₄溶解度小，微溶于水，溶液濃度較低，吸收能量較弱，則會導致產率較低，
故答案為：由于CaSO₄溶解度小，此反應的產率比較低．

點評：本題考查氨的合成，題目難度不大，注意把握常見工業制備原理，特別是相關物質的性質，在學習中一定要牢固把握．