Question

5．某化工廠為了綜合利用生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)品CaSO₄，與相鄰的化肥廠聯(lián)合設(shè)計(jì)了一下制備（NH₄）₂SO₄的工業(yè)流程如圖：

（1）沉淀B高溫煅燒反應(yīng)的化學(xué)方程式CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，該工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)為CO₂（填化學(xué)式）．
（2）沉淀池里物質(zhì)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄．
（3）實(shí)驗(yàn)室里操作①稱為過(guò)濾．操作②的過(guò)程是加熱濃縮、冷卻、結(jié)晶，獲得（NH₄）₂SO₄晶體．
（4）從綠色化學(xué)和資源的綜合利用的角度說(shuō)明上述流程的主要優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生的CO₂循環(huán)使用；得到的產(chǎn)品和副產(chǎn)品都是有用的物質(zhì)，無(wú)廢物產(chǎn)生．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題中的反應(yīng)原理可知沉淀B為碳酸鈣，碳酸鈣高溫煅燒生成氧化鈣和二氧化碳，既是反應(yīng)物也是生成物的物質(zhì)可以循環(huán)使用；
（2）將NH₃和CO₂通入沉淀池中并加入CaSO₄，生成（NH₄）₂SO₄和CaCO₃，
（3）根據(jù)使沉淀與溶液分離的方法是過(guò)濾，硫酸銨由溶液中結(jié)晶析出的方法是冷卻熱飽和溶液的方法進(jìn)行分析；
（4）這一實(shí)驗(yàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是不污染環(huán)境，有些原料可循環(huán)使用．

解答 解：（1）依據(jù)題中的反應(yīng)原理可知，硫酸鈣、二氧化碳和氨氣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和硫酸銨溶液，所以沉淀B是碳酸鈣，碳酸鈣在高溫的條件下生成氧化鈣和二氧化碳，從反應(yīng)流程中可以看出，二氧化碳既參加了反應(yīng)，也是碳酸鈣分解的生成物，所以該工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)為：CO₂；故填：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；CO₂；
（2）將NH₃和CO₂通入沉淀池中并加入CaSO₄，生成（NH₄）₂SO₄和CaCO₃，發(fā)生CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄，故填：CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄；
（3）使碳酸鈣與溶液分離的方法是過(guò)濾，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行此操作時(shí)，用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、漏斗，使硫酸銨從溶液中結(jié)晶析出的方法是先加熱制成飽和溶液，再降溫冷卻，結(jié)晶析出，所以操作②稱為加熱濃縮、冷卻、結(jié)晶；故填：過(guò)濾；冷卻；
（4）這一實(shí)驗(yàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是不污染環(huán)境，有些原料可循環(huán)使用．故填：產(chǎn)生的CO₂循環(huán)使用；得到的產(chǎn)品和副產(chǎn)品都是有用的物質(zhì)，無(wú)廢物產(chǎn)生．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，注意根據(jù)反應(yīng)物和生成物從質(zhì)量守恒的角度書(shū)寫(xiě)反應(yīng)的化學(xué)方程式．