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【题目】某复合肥的主要成分有KClNH4H2PO4CO(NH2)2等。测定该复合肥中氮的质量分数的实验步骤如下:

步骤1:准确称取0.5000 g样品于锥形瓶中,加入足量浓硫酸并加热,不再有CO2溢出时,冷却至室温。

步骤2:向锥形瓶中加入100mL蒸馏水,再加入适量的CaCl2溶液,并用NaOH溶液调节溶液近中性,过滤,洗涤,得0.1550 gCa3(PO4)2沉淀和滤液A

步骤3:向滤液A中加入过量的甲醛溶液,加指示剂,用0. 5000 mol/LNaOH标准溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液22.00 mL [已知:4 NH4++6HCHO=4H++(CH2)6N4+6H2O]

(1)步骤1中,CO(NH2)2与硫酸反应的化学方程式为____________________

(2)欲使滤液Ac(PO43—)≤4.0×10-6mol/L,应保持溶液中c(Ca2+)≥______________mol/L[已知KSP[Ca3(PO4)2]=2.0×10-33]

(3)复合肥样品中N的质量分数为___________

(4)计算复合肥样品中NH4H2PO4CO(NH2)2的物质的量之比_____________(写出计算过程)

【答案】CO(NH2)2+H2SO4+H2O=CO2↑+(NH4)2SO4 5.0×108 30.8% 15

【解析】

(1)CO(NH2)2与硫酸反应生成硫酸铵和二氧化碳气体;

(2)根据Ksp[Ca3(PO4)2]=c3(Ca2+)×c2(PO43-)计算;

(3)根据关系式n(N)n(NH4+)n(H+)n(NaOH)计算;

(4)根据Ca3(PO4)2的质量可知NH4H2PO4的物质的量,根据N元素守恒可知CO(NH2)2的物质的量,进而可计算二者的物质的量之比。

(1)CO(NH2)2与硫酸反应生成硫酸铵和二氧化碳气体,反应的方程式为CO(NH2)2+H2SO4+H2O=CO2↑+(NH4)2SO4

(2)Ksp[Ca3(PO4)2]=c3(Ca2+)×c2(PO43-)可知,c(Ca2+)≥molL-1=5.0×10-8molL-1

(3)由关系式n(N)n(NH4+)n(H+)n(NaOH)可知,n(N)=0.5000molL-1×0.022L=0.011molm(N)=0.011mol×14g/mol=0.154gω(N)=×100%=30.8%

(4)n(NH4H2PO4)=n(PO43-)=2n[Ca3(P04)2]=2×=0.001moln(CO(NH2)2)=[n(N)-n(NH4H2PO4)]=×(0.011mol-0.001mol)=0.005mol,则n(NH4H2PO4):n(CO(NH2)2)=1:5

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①实验2条件下平衡常数K=______________

②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a/b 的值_______(填具体值或取值范围)

③实验4,若900℃时,在此容器中加入COH2OCO2H2均为1mol,则此时v_________v(“<”“>”“=”)

(2)已知在常温常压下:

2CH3OH(l) 3O2(g) 2CO2(g) 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJmol

2CO (g)+ O2(g) 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJmol

H2O(g) H2O(l) ΔH=-44.0 kJmol

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(4)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L ,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为_______________mol/L

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0

3

1

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