Question

將磷肥生產(chǎn)中形成的副產(chǎn)物石膏（CaSO₄?2H₂O）轉(zhuǎn)化為硫酸鉀肥料和氯化鈣水合物儲(chǔ)熱材料，無論從經(jīng)濟(jì)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．以下是石膏轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣的工藝流程示意圖．

（1）本工藝中所用的原料除CaSO₄?2H₂O、KCl外，還需要

 

等原料
（2）寫出石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

 

（3）過濾Ⅰ操作所得固體中，除CaCO₃外還含有

 

（填化學(xué)式）等物質(zhì)，該固體可用作生產(chǎn)水泥的原料．
（4）過濾Ⅰ操作所得濾液是（NH₄）₂SO₄溶液．檢驗(yàn)濾液中含有CO₃^2-的方法是：

 

．
（5）已知不同溫度下K₂SO₄在100g水中達(dá)到飽和時(shí)溶解的量如下表：

溫度（℃）	0	20	60
K2SO4溶解的量（g）	7.4	11.1	18.2

60℃時(shí)K₂SO₄的飽和溶液591g冷卻到0℃，可析出K₂SO₄晶體

 

g
（6）氯化鈣結(jié)晶水合物（CaCl₂?6H₂O）是目前常用的無機(jī)儲(chǔ)熱材料，選擇的依據(jù)是

 

A、熔點(diǎn)較低（29℃熔化）      b、能導(dǎo)電        c、能制冷       d、無毒
（7）上述工藝流程中體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的是：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：流程圖分析：吸收環(huán)節(jié)：2NH₃+CO₂+H₂O生成碳酸銨；轉(zhuǎn)化Ⅰ環(huán)節(jié)：碳酸銨和石膏懸濁液反應(yīng)生成CaCO₃+（NH₄）₂SO₄，經(jīng)過濾后分離；轉(zhuǎn)化Ⅱ：（NH₄）₂SO₄和KCl的飽和溶液反應(yīng)得到NH₄Cl和K₂SO₄經(jīng)過濾Ⅱ分離；蒸氨環(huán)節(jié)的為CaO、H₂O、NH₄Cl生成為CaCl₂．6H₂O和NH₃．
（1）根據(jù)箭頭的方向判斷不難得出最初的原料．加入的原料箭頭指向方框；箭線上面的物質(zhì)為中間產(chǎn)物，箭頭指向的產(chǎn)物．
流程圖分析：
吸收環(huán)節(jié)：2NH₃+CO₂+H₂O生成碳酸銨；
轉(zhuǎn)化Ⅰ環(huán)節(jié)：碳酸銨和石膏懸濁液反應(yīng)生成CaCO₃+（NH₄）₂SO₄，經(jīng)過濾后分離；
轉(zhuǎn)化Ⅱ：（NH₄）₂SO₄和KCl的飽和溶液反應(yīng)得到NH₄Cl和K₂SO₄經(jīng)過濾Ⅱ分離；
蒸氨環(huán)節(jié)的為CaO、H₂O、NH₄Cl生成為CaCl₂．6H₂O和NH₃．
（2）根據(jù)流程圖可知，石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后過濾，得到碳酸鈣與硫酸銨；CaSO₄微溶且為懸濁液、CaCO₃不溶，所以二者在離子方程式中均不拆；然后配平即可；
（3）過濾Ⅰ操作所得固體中，除CaCO₃外還主要含有過量微溶的CaSO₄；
（4）根據(jù)碳酸根離子與酸反應(yīng)能生成二氧化碳考慮；
（5）根據(jù)圖表不同溫度下的溶解度，結(jié)合飽和溶液質(zhì)量之比等于析出晶體質(zhì)量之比計(jì)算；
（6）氯化鈣結(jié)晶水合物（CaCl₂?6H₂O）是目前常用的無機(jī)儲(chǔ)熱材料，是因?yàn)槁然�鈣結(jié)晶水合物熔點(diǎn)低易熔化，且無毒，與易溶于水，能導(dǎo)電無關(guān)；
（7）根據(jù)綠色化學(xué)的特點(diǎn)進(jìn)行分析．碳酸鈣用于制水泥原料、硫酸鈣和氯化鉀轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣、氨在工藝中循環(huán)使用等（原子利用率高，沒有有害物質(zhì)排放到環(huán)境中．

解答： 解：（1）由流程圖可知，吸收環(huán)節(jié)：2NH₃+CO₂+H₂O生成碳酸銨；轉(zhuǎn)化Ⅰ環(huán)節(jié)：碳酸銨和石膏懸濁液反應(yīng)生成CaCO₃+（NH₄）₂SO₄，經(jīng)過濾后分離；轉(zhuǎn)化Ⅱ：（NH₄）₂SO₄和KCl的飽和溶液反應(yīng)得到NH₄Cl和K₂SO₄經(jīng)過濾Ⅱ分離；蒸氨環(huán)節(jié)的為CaO、H₂O、NH₄Cl生成為CaCl₂．6H₂O和NH₃．
故答案為：CaCO₃（或CaO）、NH₃、H₂O．        
（2）根據(jù)流程圖可知，石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后過濾得到碳酸鈣與硫酸銨，CaSO₄微溶且為懸濁液、CaCO₃不溶，所以在離子方程式中均不拆；然后配平即可；故答案為：CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃+SO₄^2-
（3）CaSO₄微溶且為懸濁液，故過濾Ⅰ操作所得固體中，除CaCO₃外還主要含有過量微溶的CaSO₄，故答案為：CaSO₄；
（4）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(yàn)證碳酸根離子．
故答案為：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CO₃^2-；
（5）根據(jù)圖表不同溫度下的溶解度，結(jié)合飽和溶液質(zhì)量之比等于析出晶體質(zhì)量之比計(jì)算，（100+18.2）：（18.2-7.4）=591：x
x=54g；
故答案為：54； 
（6）氯化鈣結(jié)晶水合物（CaCl₂?6H₂O）是目前常用的無機(jī)儲(chǔ)熱材料，是因?yàn)槁然�鈣結(jié)晶水合物熔點(diǎn)低易熔化，且無毒，與易溶于水，能導(dǎo)電無關(guān)，
故答案為：ad；
（7）由綠色化學(xué)的特點(diǎn)可知，碳酸鈣用于制水泥原料、硫酸鈣和氯化鉀轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣、氨在工藝中循環(huán)使用等（原子利用率高，沒有有害物質(zhì)排放到環(huán)境中）；
故答案為：碳酸鈣用于制水泥原料、硫酸鈣和氯化鉀轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣、氨在工藝中循環(huán)使用等（原子利用率高，沒有有害物質(zhì)排放到環(huán)境中）．

點(diǎn)評(píng)：本題為工藝流程題，涉及原料、產(chǎn)品的判斷、方程式的書寫、檢驗(yàn)、綠色化學(xué)等．做推斷題時(shí)要充分利用所給的信息，結(jié)合自己已學(xué)過的知識(shí)，進(jìn)行有依據(jù)性的推測(cè)，難度較大．