Question

化工生產(chǎn)上通常將石膏（CaSO₄）轉(zhuǎn)化為硫酸鉀肥料和氯化鈣，無論從經(jīng)濟效益、資源綜合利用還是從環(huán)境保護(hù)角度看都具有重要意義．如圖是該轉(zhuǎn)化的流程圖．
回答下列問題：
（1）寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式

 

．
（2）過濾I操作所得固體中，出CaSO₄外還含有

 

（填化學(xué)式）等物質(zhì)．
（3）過濾I操作所得濾液是溶液（NH₄）₂SO₄．檢驗濾液中是否還含有CO₃^2-的方法是

 

．
（4）已知不同溫度下K₂SO₄的溶解度如下表：

溫度（℃）	0	20	60
溶解度（g）	7.4	11.1	18.2

60℃時K₂SO₄的飽和溶液591g冷卻到0℃，可析出K₂SO₄固體

 

g．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)方程式的書寫方法考慮；（2）根據(jù)碳酸銨與硫酸鈣反應(yīng)的生成物考慮（3）根據(jù)碳酸根離子與酸反應(yīng)能生成二氧化碳考慮；（4）先算出60℃時K₂SO₄的飽和溶液591g中含溶質(zhì)多少，含溶劑多少，這些溶劑質(zhì)量在0℃溶解溶質(zhì)質(zhì)量，再用60℃溶質(zhì)質(zhì)量減去0℃溶質(zhì)質(zhì)量就是析出溶質(zhì)質(zhì)量．

解答：解：（1）反應(yīng)物是氨氣、水、二氧化碳，生成物是碳酸銨，用觀察法配平，所以方程式是：2NH₃+H₂O+CO₂═（NH₄）₂ CO₃；
（2）碳酸銨與硫酸鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和硫酸銨，所以過濾I操作所得固體中，除CaSO₄外還含有CaCO₃；
（3）碳酸根離子與酸反應(yīng)能生成二氧化碳，所以可以用稀鹽酸來驗證碳酸根離子即：取少量溶液，滴加稀鹽酸，若有氣泡產(chǎn)生則還含有CO₃^2-，反之則不含有CO₃²；
（4）設(shè)60℃時K₂SO₄的飽和溶液591g中含溶質(zhì)質(zhì)量為X則：

X

591g

=

18.2g

100g+18.2g

解得X=91g，含有水：591g-91g=500g，設(shè)0℃500g水中最多溶解溶質(zhì)質(zhì)量為Y則：

Y

500g

=

7.4g

100g

解得Y=37g，所以60℃時K₂SO₄的飽和溶液591g冷卻到0℃，可析出K₂SO₄固體質(zhì)量為：91g-37g=54g．
故答案為：（1）2NH₃+H₂O+CO₂═（NH₄）₂ CO₃；（2）CaCO₃；（3）取少量溶液，滴加稀鹽酸，若有氣泡產(chǎn)生則還含有CO₃^2-，反之則不含；（4）54g．

點評：解答本題的難點是最后一個空，需要知道關(guān)于飽和溶液中計算的公式：

溶質(zhì)

溶劑

=

溶解度

100g

、

溶質(zhì)

溶液

=

溶解度

100g+溶解度

．