Question

(NH₄)₂SO₄是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見化肥之一，某工廠用石膏、NH₃、H₂O、CO₂制備(NH₄)₂SO₄，首先石膏磨成粉制成CaSO₄懸濁液，然后按如下工藝流程進行生產(chǎn)：

(1)操作1與操作2的順序能否調(diào)換？___________(填“能”或“否”)，理由是___________

___________________________________。

(2)常溫下，CaCO₃和CaSO₄的溶解度分別為1.5×10^-3 g和2.1×10^-1 g，請解析CaSO₄向CaCO₃轉(zhuǎn)化的原因____________________________________________________________________。

(3)判斷操作2通入的是“適量CO₂”的簡單實驗方法是_____________________________。

(4)從綠色化學角度考慮，該工藝流程應(yīng)增加一個操作，這個操作是_________________。

(5)豆腐是日常食品之一，它的制作過程中使用了石膏或鹽鹵，其中包含的化學原理是__________________________________。

Answer 1

(1)否  中性條件下CO₂的溶解度很小，不能把CaSO₄完全轉(zhuǎn)化為CaCO₃

(2)從CaSO₄向CaCO₃轉(zhuǎn)化中并存著兩個沉淀溶解平衡：CaSO₄(s)Ca²⁺(aq)+(aq)，Ca²⁺(aq)+(aq)CaCO₃(s)

隨著CO₂通入，濃度增大，平衡向CaSO₄溶解和CaCO₃沉淀生成的方向移動，即溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀

(3)取少量濾液于試管中，加入少量NaOH溶液，無渾濁出現(xiàn)則說明操作2通入“適量CO₂”

(4)將濾液提純(NH₄)₂SO₄后的所有液體用于制CaSO₄懸濁液

(5)膠體中加入電解質(zhì)，膠體發(fā)生聚沉

解析：本題考查工業(yè)制取(NH₄)₂SO₄的流程。涉及的知識點有溶解平衡的移動、綠色化學工藝以及膠體的聚沉等。第(1)問類似于侯氏制堿法的原理，先通NH₃再通入CO₂可以生成更多的產(chǎn)物，因為NH₃的溶解性比CO₂大得多。第(2)問由溶解度數(shù)據(jù)可知，CaCO₃更難溶，而反應(yīng)總是向著更難溶的方向進行。第(3)問要驗證CO₂是否適量，可以采用逆向思維，若CO₂過量，則應(yīng)生成Ca(HCO₃)₂，若加入NaOH，則應(yīng)有渾濁出現(xiàn)，反之無現(xiàn)象。(4)綠色化學是化工生產(chǎn)大力提倡的，盡量讓廢棄物能充分作用。第(5)問考查豆腐膠體聚沉的原理。