Question

3．檸檬酸（C₆H₈O₇）是一種工業(yè)原料，廣泛應用于食品、醫(yī)藥等行業(yè)．如圖2、3是兩種不同方法制備一水檸檬酸晶體（C₆H₈O₇•H₂O）的工藝流程圖．回答相關問題：
【資料卡片】：
①檸檬酸水溶液顯酸性，檸檬酸鈣不溶于水；
②工業(yè)生產檸檬酸，原料預處理后，得到的發(fā)酵液中含有檸檬酸及其他可溶性雜質；
③一水檸檬酸在不同溫度下的溶解度如下表：

溫度/℃	0	10	20	30	40	…
溶解度/g	96	118	146	183	216	…

④某種專用樹脂對檸檬酸的吸附率和水溫的關系如圖1：
【鈣鹽法制備】（圖2）

（1）實驗室檢驗氣體X時發(fā)生反應的化學方程式為CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）操作3的目的是得到一水檸檬酸晶體，操作順序是加熱濃縮→冷卻結晶→過濾．
（3）洗滌CaSO₄濾渣的目的是提高產量；
（4）母液可以循環(huán)，其中一定含有的溶質是檸檬酸；
【變溫色譜分離法制備】（圖3）

（5）洗脫的目的是使專用樹脂再生，洗脫時在較高溫度下的熱水進行，其原因是專用樹脂對檸檬酸的吸附率隨溫度升高而降低，溫度越高，越便于檸檬酸從專用樹脂中分離；
（6）對比“變溫色譜分離法”，請你說出“鈣鹽法”的劣勢鈣鹽法中增加了廢水及CaSO₄濾渣后期處理的費用；增加了CO₂的排放；消耗資源，破壞環(huán)境．

Answer 1

分析 （1）根據碳酸鹽和酸反應會生成二氧化碳，在實驗室檢驗二氧化碳用澄清石灰水進行分析；
（2）根據檸檬酸的溶解度進行分析；
（3）根據硫酸鈣表面會粘有檸檬酸進行分析；
（4）根據既可以做反應物，也是生成物的可以進行循環(huán)利用進行分析；
（5）根據檸檬酸的溶解度進行分析；
（6）根據兩種反應流程中的反應物和發(fā)生的反應進行分析

解答 解：（1）碳酸鈣和發(fā)酵液反應得到了檸檬酸鈣和廢液，依據質量守恒定律，所以發(fā)酵液中含有檸檬酸，檸檬酸顯酸性，檸檬酸和碳酸鈣反應會生成二氧化碳氣體，所以氣體X是：CO₂，在實驗室檢驗二氧化碳常用澄清石灰水，氫氧化鈣和二氧化碳反應生成白色的碳酸鈣沉淀和水，化學方程式為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）通過檸檬酸的溶解度表可以看出，檸檬酸的溶解度受溫度影響變化較大，所以要從檸檬酸的溶液中得到檸檬酸，需要先將檸檬酸蒸發(fā)濃縮制成高溫時的飽和溶液，然后進行降溫處理，可以得到檸檬酸晶體和母液，再進行過濾，可以得到檸檬酸晶體；
（3）硫酸鈣表面會粘有檸檬酸，將濾渣洗滌后，表面的檸檬酸會進入濾液中，提高了檸檬酸的產量，所以洗滌CaSO₄濾渣的目的是：提高產量；
（4）通過分析反應流程中的各種物質，可知得到檸檬酸晶體的母液，中含有一定的檸檬酸，可以在重新參與反應，所以母液可以循環(huán)，其中一定含有的溶質是：檸檬酸；
（5）洗脫的目的是使專用樹脂再生，洗脫時在較高溫度下的熱水進行，其原因是：專用樹脂對檸檬酸的吸附率隨溫度升高而降低，溫度越高，越便于檸檬酸從專用樹脂中分離；
（6）通過分析兩個反應流程，變溫色譜分離法不會產生副產物硫酸鈣，鈣鹽法會產生二氧化碳，加劇溫室效應，所以對比“變溫色譜分離法”，“鈣鹽法”的劣勢：鈣鹽法中增加了廢水及CaSO₄濾渣后期處理的費用；增加了CO₂的排放；消耗資源，破壞環(huán)境．
故答案為：（1）CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（2）加熱濃縮，過濾；
（3）提高產量；
（4）檸檬酸；
（5）專用樹脂對檸檬酸的吸附率隨溫度升高而降低，溫度越高，越便于檸檬酸從專用樹脂中分離；
（6）鈣鹽法中增加了廢水及CaSO₄濾渣后期處理的費用；增加了CO₂的排放；消耗資源，破壞環(huán)境．

點評 在解此類題時，首先分析題中的反應流程，然后結合學過的知識、題中所給的知識以及題中的問題進行逐一的解答．