Question

【題目】冬日，雪花漫舞，銀裝素裹，給人們帶來(lái)美的享受，但降雪卻會(huì)給道路通行帶來(lái)麻煩。現(xiàn)有一種高速公路的綠色融雪劑——CMA(醋酸鈣、醋酸鎂固體混合物)，其生產(chǎn)常以白云石(主要成分MgCO3·CaCO3，含SiO2等雜質(zhì))和生物質(zhì)廢液——木醋液(主要成分乙酸，以及少量的甲醇、苯酚、焦油等雜質(zhì))等為原料，流程如圖：

（1）步驟①發(fā)生的反應(yīng)離子方程式為____。

（2）濾渣1的主要成分與NaOH溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為___(己知與l mol NaOH發(fā)生反應(yīng)時(shí)放出熱量為QkJ)。步驟②所得濾液常呈褐色，分析可知其原因主要是木醋液中含有少量的有色的焦油以及____。

（3）已知CMA中鈣、鎂的物質(zhì)的量之比與出水率(與融雪效果成正比)關(guān)系如圖所示，步驟④的目的除調(diào)節(jié)n(Ca)∶n(Mg)約為__(選填：A.1∶3；B.1∶2；C.3∶7；D.2∶3)外，另一目的是___。

（4）步驟⑥包含的操作有___、過(guò)濾、洗滌及干燥。

（5）取akg含MgCO3·CaCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的白云石，經(jīng)過(guò)上述流程制備CMA。已知MgCO3·CaCO3的損失率為c%，步驟④之后到產(chǎn)品CMA的損失率為d%，則結(jié)合（3）可知所得產(chǎn)品質(zhì)量約為____kg(請(qǐng)用含相關(guān)字母的計(jì)算式表達(dá)，不必化簡(jiǎn))。

Answer 1

【答案】MgCO3·CaCO3+4CH3COOH=Ca2++Mg2++4CH3COO-+2CO2↑+2H2O SiO2(s)+2NaOH(aq)=Na2SiO3(aq)+H2O(l) △H=-2QkJ/mol 苯酚 C 除去過(guò)量的乙酸 蒸發(fā)結(jié)晶

【解析】

根據(jù)流程圖可知，白云石(主要成分MgCO3CaCO3，含SiO2等雜質(zhì))與木醋液(主要成分乙酸)反應(yīng)生成醋酸鈣和醋酸鎂，過(guò)濾得濾渣1為二氧化硅，濾液中主要溶質(zhì)是醋酸鈣和醋酸鎂，加入活性碳脫色，再加入氧化鎂，調(diào)節(jié)溶液中n(Ca)：n(Mg)的值，過(guò)濾，除去混合液中固體雜質(zhì)，得醋酸鈣和醋酸鎂溶液，將濾液蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌及干燥得CMA，據(jù)此判斷。

(1)步驟①發(fā)生的反應(yīng)是醋酸溶解白云石，反應(yīng)的離子方程式為MgCO3CaCO3+4CH3COOH=Ca2++Mg2++4CH3COO-+2CO2↑+2H2O；

(2)己知lmolNaOH與二氧化硅發(fā)生反應(yīng)時(shí)放出熱量為QkJ，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為Si02(s)+2NaOH(aq)=Na2SiO3(aq)+H2O(l)△H=-2QkJ/mol，步驟②所得濾液常呈褐色，顏色除與木醋液中含有少量的有色的焦油有關(guān)外，產(chǎn)生顏色的另一主要原因是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中苯酚被空氣中氧氣氧化最終產(chǎn)生褐色物質(zhì)；

(3)根據(jù)如圖2所示鈣、鎂的物質(zhì)的量之比與出水率(與融雪效果成正比)關(guān)系，可知，當(dāng)n(Ca)：n(Mg)約為3：7時(shí)，出水率最高，所以步驟④的目的除調(diào)節(jié)n(Ca)：n(Mg)約為3：7，步驟④中加入氧化鎂的目的是調(diào)節(jié)鈣、鎂離子的物質(zhì)的量之比，除去過(guò)量的乙酸；

(4)根據(jù)上面的分析可知，步驟⑥包含的操作有蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌及干燥；

(5)取akg含MgCO3CaCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的白云石，經(jīng)過(guò)上述流程制備CMA。已知MgCO3CaCO3的損失率為c%，則可得n[Ca(CH3COO)2]=×103mol，n[Mg(CH3COO)2]=×103×mol，步驟④之后到產(chǎn)品CMA的損失率為d%，則可知所得產(chǎn)品質(zhì)量約為[+]×(1-d%)。