Question

9．某工厂用CaSO₄、NH₃、CO₂制备（NH₄）₂SO₄，其工艺流程如下．回答下列问题：

（1）硫酸铵在农业生产中的用途是（一种即可）用作肥料，写出利用该流程制备（NH₄）₂SO₄的总化学方程：CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄．
（2）a和b分别是B（填序号）．
A．足量CO₂、适量NH₃ B．足量NH₃、适量CO₂
C．适量CO₂、足量NH₃ D．适量NH₃、足量CO₂
（3）上述流程中，可以循环使用的物质有CO₂、NH₃（写化学式）．
（4）从滤液中获得（NH₄）₂SO₄晶体，必要的操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．
（5）上述流程中，有关NH₃作用的说法正确的是ABD．
A．提供制备所需的氮元素   B．增大CO₃^2-的浓度促进反应发生
C．作反应的催化剂　　　   D．生产1mol （NH₄）₂SO₄，至少消耗2mol NH₃．

Answer 1

分析 流程中，向硫酸钙浊液中通入足量的氨气，使溶液成碱性，再通人适量的二氧化碳利于反应的进行，硫酸钙与氨气、水和二氧化碳反应生成了硫酸铵和碳酸钙沉淀，加热制成饱和溶液，再降温冷却，结晶析出，过滤，则可以使硫酸铵从溶液中结晶析出．
（1）根据硫酸铵中含有氮元素在农业上可做化学肥料；该流程中硫酸钙与氨气、水和二氧化碳反应生成了硫酸铵和碳酸钙沉淀；
（2）碱性溶液会吸收更多的二氧化碳，利于反应的进行；
（3）根据可以循环使用的f物质参加反应，并且要生成回答，二氧化碳、氨气参与了化学反应，也是生成物；
（4）硫酸铵由溶液中结晶析出的方法是冷却热饱和溶液的方法；
（5）A．氨气能提供制备所需的氮元素；    
B．氨气溶于水形成的溶液呈碱性，增大CO₃^2-的浓度促进反应发生；
C．氨气是反应物；　　　     
D．设生产132g（NH₄）₂SO₄，至少消耗NH₃的质量为x，根据反应CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO_3↓+（NH₄）₂SO₄来计算．

解答 解：流程中，向硫酸钙浊液中通入足量的氨气，使溶液成碱性，再通人适量的二氧化碳利于反应的进行，硫酸钙与氨气、水和二氧化碳反应生成了硫酸铵和碳酸钙沉淀，加热制成饱和溶液，再降温冷却，结晶析出，过滤，则可以使硫酸铵从溶液中结晶析出．
（1）硫酸铵中含有氮元素，在如图流程中，硫酸钙与氨气、水和二氧化碳反应生成了硫酸铵和碳酸钙沉淀物质发生的主要化学反应为：CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO_3↓+（NH₄）₂SO₄．故答案为：用作肥料；CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO_3↓+（NH₄）₂SO₄；
（2）向硫酸钙浊液中通入足量的氨气，使溶液成碱性，再通人适量的二氧化碳利于反应的进行；故答案为：B；
（3）二氧化碳、氨气参与了化学反应，也是生成物，所以二氧化碳可以循环使用，故答案为：CO₂、NH₃；
（4）使硫酸铵从溶液中结晶析出的方法是先加热制成饱和溶液，再降温冷却，结晶析出，过滤，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；
（5）A．氨气能提供制备所需的氮元素，故正确；    
B．氨气溶于水形成的溶液呈碱性，增大CO₃^2-的浓度促进反应发生，故正确；
C．氨气不是作反应的催化剂，故错误；　　　     
D．设生产132g（NH₄）₂SO₄，至少消耗NH₃的质量为x，
CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO_3↓+（NH₄）₂SO₄              
              34                                      132
              x                                         132g
$\frac{34}{x}$=$\frac{132}{132g}$，解得：x=34g，故生产1mol （NH₄）₂SO₄，至少消耗2mol NH₃，故正确．
故选：ABD．

点评 本题属于新信息题，通过一个陌生的反应考查了有关硫酸铵和二氧化碳的知识，因此同学们要充分利用所给的信息，不要被无用的信息迷惑，结合自己已学过的知识，进行有依据性的判断，难度较大．