Question

14．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)角度看都縣有重要意義．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CaCO₃（或CaO）、NH₃、H₂O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CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃+SO₄^2-
（3）過濾I操作所得固體中，除CaC0₃外還含有CaSO₄（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：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）已知不同溫度下K₂SO₄在l00g水中達(dá)到飽和時(shí)溶解的量如下表：

溫度（℃）	0	20	60
K2SO4溶解得量（g）	7.4	11.1	18.2

60℃時(shí)K₂S0₄的飽和溶液591g冷卻到0℃，可析出K₂S0₄晶體54g．
（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ad．
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：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（原子利用率高，沒有有害物質(zhì)排放到環(huán)境中）．

Answer 1

分析 （1）由流程圖分析：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，有氣泡產(chǎn)生；
（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（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，檢驗(yàn)濾液中含有CO₃^2-的方法是：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-；
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，解得：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（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（原子利用率高，沒有有害物質(zhì)排放到環(huán)境中）．

點(diǎn)評 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，進(jìn)行有依據(jù)性的推測，難度較大．