Question

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、4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(guān)問題：
【資料卡片】：
①檸檬酸水溶液顯酸性；
②工業(yè)生產(chǎn)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(zhì)；
③一水檸檬酸在不同溫度下的溶解度下表：

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(guān)系如圖1：
【鈣鹽法制備】（如圖2）

（1）氣體X是

 

（填化學式），實驗室檢驗該氣體的化學方程式為

 

；
（2）在發(fā)酵液中加入CaCO₃，同時升溫至90℃，這樣做的目的是

 

；
（3）加入硫酸反應的化學方程式為

 

，是

 

反應（填基本反應類型）；
（4）操作1、2的名稱是

 

，實驗完成此操作，所需的玻璃儀器有

 

（如圖3，填字母序號）及玻璃棒；

（5）操作3的目的是得到一水檸檬酸晶體，操作順序是b→

 

→a；（填序號）
a．過濾　　　　　　b．加熱濃縮　　　　　　c．冷卻結(jié)晶　　　　　　d．蒸發(fā)結(jié)晶
（6）工業(yè)生產(chǎn)中，可加入

 

（填名稱）進行脫色處理；
（7）洗滌CaSO₄濾渣的目的是

 

；
（8）母液可以循環(huán)，其中一定含有的溶質(zhì)是

 

；
【變溫色譜分離法制備】（如圖4）

（9）洗脫的目的是使專用樹脂再生，根據(jù)資料，洗脫操作適宜用

 

；
（10）對比“變溫色譜分離法”，“鈣鹽法”的劣勢除了消耗資源，請列舉破壞環(huán)境的兩個方面

 

、

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,過濾的原理、方法及其應用,酸的化學性質(zhì),鹽的化學性質(zhì),書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：物質(zhì)的制備

分析：（1）根據(jù)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(jù)一水檸檬酸晶體的溶解性隨著溫度的升高而增大，所以升高溫度是為了使反應更充分進行；
（3）根據(jù)復分解反應的原理進行分析；
（4）根據(jù)過濾操作可以將固體和液體分離進行分析；
（5）根據(jù)檸檬酸的溶解度進行分析；
（6）、（9）根據(jù)活性炭有吸附性進行分析；
（7）根據(jù)硫酸鈣表面會粘有檸檬酸進行分析；
（8）根據(jù)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；
（10）根據(jù)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(jù)質(zhì)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）在發(fā)酵液中加入CaCO₃，同時升溫至90℃，這樣做的目的是 使反應更充分進行；
（3）硫酸與檸檬酸鈣反應生成硫酸鈣沉淀和檸檬酸，其反應方程式為：3H₂SO₄+Ca₃（C₆H₅O₇）₂═3CaSO₄+2C₆H₈O₇，該反應是兩種化合物相互交換成分生成兩種新化合物，且有沉淀生成，屬于復分解反應；
（4）經(jīng)過操作1后得到了檸檬酸鈣和廢液，經(jīng)過操作2后得到了濾渣硫酸鈣和濾液，所以操作1、2的名稱是：過濾；過濾使用的玻璃儀器有：漏斗、燒杯、鐵架臺以及玻璃棒；
（5）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，所以操作順序是：b→c→a；
（6）活性炭有吸附性，可以吸附色素和異味，明礬可以做絮凝劑，使水中的小顆粒沉降，肥皂水可以檢驗硬水和軟水，所以工業(yè)生產(chǎn)中，可加入活性炭進行脫色處理；
（7）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(chǎn)量，所以洗滌CaSO₄濾渣的目的是：提高產(chǎn)量
（8）通過分析反應流程中的各種物質(zhì)，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(zhì)是：檸檬酸；
（9）洗脫的目的是使專用樹脂再生，根據(jù)資料，洗脫操作適宜用 活性炭；
（10）通過分析兩個反應流程，變溫色譜分離法不會產(chǎn)生副產(chǎn)物硫酸鈣，鈣鹽法會產(chǎn)生二氧化碳，加劇溫室效應；
故答案為：（1）CO₂；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）使反應更充分進行；
（3）3H₂SO₄+Ca₃（C₆H₅O₇）₂═3CaSO₄+2C₆H₈O₇；復分解；
（4）過濾；A、B、C；
（5）c；
（6）活性炭；
（7）提高產(chǎn)量；
（8）檸檬酸；
（9）活性炭；
（10）有副產(chǎn)物硫酸鈣生成、產(chǎn)生二氧化碳，加劇溫室效應．

點評：在解此類題時，首先分析題中的反應流程，然后結(jié)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．