Question

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)角度看都具有重要意義．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

 

等原料．
（2）寫出石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后（即轉(zhuǎn)化Ⅰ中）發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

 

（3）過濾Ⅰ操作所得固體中，除CaCO₃外還主要含有

 

（填化學(xué)式）等物質(zhì)．
（4）過濾Ⅰ操作所得濾液是（NH₄）₂SO₄溶液．檢驗濾液中含有CO₃^2-的方法是：

 

．
（5）寫出“蒸氨”中的化學(xué)反應(yīng)方程式

 

．
（6）氯化鈣結(jié)晶水合物（CaCl₂?6H₂O）是目前常用的無機(jī)儲熱材料，選擇的依據(jù)是

 

．
A．熔點較低（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：

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設(shè)計,硫酸鹽

專題：氧族元素

分析：（1）根據(jù)箭頭的方向判斷不難得出最初的原料．加入的原料箭頭指向方框；箭線上面的物質(zhì)為中間產(chǎn)物，箭頭指向的產(chǎn)物．
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)能生成二氧化碳考慮；
（5）根據(jù)流程圖可知，原料為CaO、H₂O、NH₄Cl產(chǎn)物為CaCl₂．6H₂O和NH₃，然后配平即可．
（6）氯化鈣結(jié)晶水合物（CaCl₂?6H₂O）是目前常用的無機(jī)儲熱材料，是因為氯化鈣結(jié)晶水合物熔點低易熔化，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)使用等（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證碳酸根離子．
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)流程圖可知，原料為CaO、H₂O、NH₄Cl產(chǎn)物為CaCl₂．6H₂O和NH₃，然后配平即可，故答案為：CaO+6H₂O+2NH₄Cl=CaCl₂．6H₂O+2NH₃；
（6）氯化鈣結(jié)晶水合物（CaCl₂?6H₂O）是目前常用的無機(jī)儲熱材料，是因為氯化鈣結(jié)晶水合物熔點低易熔化，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)使用等（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)使用等（原子利用率高，沒有有害物質(zhì)排放到環(huán)境中）．

點評：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、綠色化學(xué)等．做推斷題時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