Question

9．某工廠用CaSO₄、NH₃、CO₂制備（NH₄）₂SO₄，其工藝流程如下．回答下列問題：

（1）硫酸銨在農業生產中的用途是（一種即可）用作肥料，寫出利用該流程制備（NH₄）₂SO₄的總化學方程：CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄．
（2）a和b分別是B（填序號）．
A．足量CO₂、適量NH₃ B．足量NH₃、適量CO₂
C．適量CO₂、足量NH₃ D．適量NH₃、足量CO₂
（3）上述流程中，可以循環使用的物質有CO₂、NH₃（寫化學式）．
（4）從濾液中獲得（NH₄）₂SO₄晶體，必要的操作步驟是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾．
（5）上述流程中，有關NH₃作用的說法正確的是ABD．
A．提供制備所需的氮元素   B．增大CO₃^2-的濃度促進反應發生
C．作反應的催化劑　　　   D．生產1mol （NH₄）₂SO₄，至少消耗2mol NH₃．

Answer 1

分析 流程中，向硫酸鈣濁液中通入足量的氨氣，使溶液成堿性，再通人適量的二氧化碳利于反應的進行，硫酸鈣與氨氣、水和二氧化碳反應生成了硫酸銨和碳酸鈣沉淀，加熱制成飽和溶液，再降溫冷卻，結晶析出，過濾，則可以使硫酸銨從溶液中結晶析出．
（1）根據硫酸銨中含有氮元素在農業上可做化學肥料；該流程中硫酸鈣與氨氣、水和二氧化碳反應生成了硫酸銨和碳酸鈣沉淀；
（2）堿性溶液會吸收更多的二氧化碳，利于反應的進行；
（3）根據可以循環使用的f物質參加反應，并且要生成回答，二氧化碳、氨氣參與了化學反應，也是生成物；
（4）硫酸銨由溶液中結晶析出的方法是冷卻熱飽和溶液的方法；
（5）A．氨氣能提供制備所需的氮元素；    
B．氨氣溶于水形成的溶液呈堿性，增大CO₃^2-的濃度促進反應發生；
C．氨氣是反應物；　　　     
D．設生產132g（NH₄）₂SO₄，至少消耗NH₃的質量為x，根據反應CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO_3↓+（NH₄）₂SO₄來計算．

解答 解：流程中，向硫酸鈣濁液中通入足量的氨氣，使溶液成堿性，再通人適量的二氧化碳利于反應的進行，硫酸鈣與氨氣、水和二氧化碳反應生成了硫酸銨和碳酸鈣沉淀，加熱制成飽和溶液，再降溫冷卻，結晶析出，過濾，則可以使硫酸銨從溶液中結晶析出．
（1）硫酸銨中含有氮元素，在如圖流程中，硫酸鈣與氨氣、水和二氧化碳反應生成了硫酸銨和碳酸鈣沉淀物質發生的主要化學反應為：CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO_3↓+（NH₄）₂SO₄．故答案為：用作肥料；CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO_3↓+（NH₄）₂SO₄；
（2）向硫酸鈣濁液中通入足量的氨氣，使溶液成堿性，再通人適量的二氧化碳利于反應的進行；故答案為：B；
（3）二氧化碳、氨氣參與了化學反應，也是生成物，所以二氧化碳可以循環使用，故答案為：CO₂、NH₃；
（4）使硫酸銨從溶液中結晶析出的方法是先加熱制成飽和溶液，再降溫冷卻，結晶析出，過濾，故答案為：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾；
（5）A．氨氣能提供制備所需的氮元素，故正確；    
B．氨氣溶于水形成的溶液呈堿性，增大CO₃^2-的濃度促進反應發生，故正確；
C．氨氣不是作反應的催化劑，故錯誤；　　　     
D．設生產132g（NH₄）₂SO₄，至少消耗NH₃的質量為x，
CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO_3↓+（NH₄）₂SO₄              
              34                                      132
              x                                         132g
$\frac{34}{x}$=$\frac{132}{132g}$，解得：x=34g，故生產1mol （NH₄）₂SO₄，至少消耗2mol NH₃，故正確．
故選：ABD．

點評 本題屬于新信息題，通過一個陌生的反應考查了有關硫酸銨和二氧化碳的知識，因此同學們要充分利用所給的信息，不要被無用的信息迷惑，結合自己已學過的知識，進行有依據性的判斷，難度較大．