Question

2．CMA（醋酸鈣、醋酸鎂固體的混合物）是高速公路的綠色融雪劑．以生物質(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)）及白云石（主要成分MgCO₃•CaCO₃，含SiO₂等雜質(zhì)）等為原料生產(chǎn)CMA的實(shí)驗(yàn)流程如圖1：

（1）步驟①發(fā)生的反應(yīng)離子方程式為MgCO₃•CaCO₃+4CH₃COOH=Ca²⁺+Mg²⁺+4CH₃COO^-+2CO₂↑+2H₂O．
（2）步驟②所得濾渣1的主要成分為SiO₂（寫化學(xué)式）；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)過程中苯酚被空氣中氧氣氧化最終產(chǎn)生褐色物質(zhì)．
（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2所示，步驟④的目的除調(diào)節(jié)n（Ca）：n（Mg）約為3：7（選填：1：2；3：7；2：3）外，另一目的是除去過量的乙酸．
（4）步驟⑥包含的操作有蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌及干燥．

Answer 1

分析 根據(jù)流程圖可知，白云石（主要成分MgCO₃•CaCO₃，含SiO₂等雜質(zhì)）與木醋液（主要成分乙酸，以及少量的甲醇、苯酚、焦油等雜質(zhì)）反應(yīng)生成醋酸鈣和醋酸鎂，過濾得濾渣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，除去被氧化的苯酚、焦油等雜質(zhì)，再加入氧化鎂，調(diào)節(jié)溶液中n（Ca）：n（Mg）的值，過濾，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、過濾、洗滌及干燥得CMA，據(jù)此答題；

解答 解：根據(jù)流程圖可知，白云石（主要成分MgCO₃•CaCO₃，含SiO₂等雜質(zhì)）與木醋液（主要成分乙酸，以及少量的甲醇、苯酚、焦油等雜質(zhì)）反應(yīng)生成醋酸鈣和醋酸鎂，過濾得濾渣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，除去被氧化的苯酚、焦油等雜質(zhì)，再加入氧化鎂，調(diào)節(jié)溶液中n（Ca）：n（Mg）的值，過濾，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、過濾、洗滌及干燥得CMA，
（1）根據(jù)上面的分析可知，步驟①發(fā)生的反應(yīng)離子方程式為 MgCO₃•CaCO₃+4CH₃COOH=Ca²⁺+Mg²⁺+4CH₃COO^-+2CO₂↑+2H₂O，
故答案為：MgCO₃•CaCO₃+4CH₃COOH=Ca²⁺+Mg²⁺+4CH₃COO^-+2CO₂↑+2H₂O；
（2）步驟②所得濾渣1的主要成分為二氧化硅，化學(xué)式為SiO₂，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)過程中苯酚被空氣中氧氣氧化最終產(chǎn)生褐色物質(zhì)，
故答案為：SiO₂；實(shí)驗(yàn)過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中加入氧化鎂的另一個(gè)目的是與溶液中的醋酸反應(yīng)，除去過量的乙酸，
故答案為：3：7；除去過量的乙酸；
（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、過濾、洗滌及干燥，
故答案為：蒸發(fā)結(jié)晶．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生閱讀題目獲取信息能力、對(duì)工藝流程的理解、物質(zhì)推斷、物質(zhì)分離提純與條件控制等，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與綜合運(yùn)用知識(shí)、信息進(jìn)行解決問題的能力．