Question

19．某工廠用NH₃•H₂O、CO₂和制磷肥得到的副產(chǎn)品石膏（CaSO₄•2H₂O）制備硫酸鉀晶體，其工藝流程如圖：

請回答下列問題：
（1）寫出該流程中CaSO₄濁液與a、b反應(yīng)的化學(xué)方程式：CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=（NH₄）₂SO₄+CaCO₃↓
（2）操作I和操作Ⅱ中通入的a和b以及用量的關(guān)系分別為B（填序號）
A．足量的CO₂，適量的NH₃ B．足量的NH₃，適量的CO₂
C．適量的CO₂，足量的NH₃ D．少量的NH₃，足量的CO₂
（3）實驗室完成操作Ⅲ所需的儀器有鐵架臺、玻璃棒以及ac（填序號），其中玻璃棒的作用是引流

（4）操作Ⅳ中濾液與KCl需在濃氨水中發(fā)生反應(yīng)．析出K₂SO₄晶體．此反應(yīng)的基本類型是復(fù)分解反應(yīng)．濃氨水的作用是降低硫酸鉀的溶解度，利于硫酸鉀的析出，反應(yīng)需在密閉容器中進(jìn)行的原因是濃氨水易揮發(fā)，該操作得到的母液中所含的主要陽離子的檢驗方法是取溶液少許，向其中加入NaOH溶液并加熱，生成有刺激性氣味的氣體并能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)．
（5）物質(zhì)的循環(huán)使用，能節(jié)約資源，上述流程中循環(huán)使用的物質(zhì)是CO₂、NH₃（寫分子式）

Answer 1

分析 向硫酸鈣濁液中通入氨氣后，溶液顯示堿性，然后再通入適量CO₂，反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)：CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=（NH₄）₂SO₄+CaCO₃↓，過濾后得到硫酸氨濾液和碳酸鈣沉淀，硫酸氨溶液中加入氯化鉀，根據(jù)溶解度差異，可以得到溶解度較小的硫酸鉀晶體和氯化銨溶液，碳酸鈣高溫下分解得到的氧化鈣溶于水，可以得到氫氧化鈣，氫氧化鈣和氯化銨之間反應(yīng)，得到氨氣，可以循環(huán)使用．
（1）向硫酸鈣濁液中通入氨氣后，溶液顯示堿性，然后再通入適量CO₂，會發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)；
（2）CO₂微溶于水，NH₃易溶于水，先通入足量NH₃，使溶液呈堿性，然后再通入適量CO₂，可以保證二氧化碳被充分吸收；
（3）固體和溶液的分離，應(yīng)為過濾，根據(jù)過濾用到的儀器來回答；
（4）根據(jù)物質(zhì)的溶解度大小不同，確定析出的物質(zhì)以及發(fā)生的反應(yīng)類型，反應(yīng)應(yīng)需在密閉容器中進(jìn)行，防止?jié)獍彼�的揮發(fā)，根據(jù)銨根離子具有的性質(zhì)檢驗；
（5）流程中所投入的原料和尾氣成分相同的物質(zhì)可循環(huán)使用．

解答 解：向硫酸鈣濁液中通入氨氣后，溶液顯示堿性，然后再通入適量CO₂，反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)：CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=（NH₄）₂SO₄+CaCO₃↓，過濾后得到硫酸氨濾液和碳酸鈣沉淀，硫酸氨溶液中加入氯化鉀，根據(jù)溶解度差異，可以得到溶解度較小的硫酸鉀晶體和氯化銨溶液，碳酸鈣高溫下分解得到的氧化鈣溶于水，可以得到氫氧化鈣，氫氧化鈣和氯化銨之間反應(yīng)，得到氨氣，可以循環(huán)使用．
（1）向硫酸鈣濁液中通入氨氣后，溶液顯示堿性，然后再通入適量CO₂，反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)：CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=（NH₄）₂SO₄+CaCO₃↓，故答案為：CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=（NH₄）₂SO₄+CaCO₃↓；
（2）由于CO₂微溶于水，NH₃易溶于水，應(yīng)先通入足量NH₃，使溶液呈堿性，然后再通入適量CO₂，故選B；
（3）操作III為CaCO₃和溶液的分離，應(yīng)為過濾，過濾時所需要的儀器有燒杯、普通漏斗以及玻璃棒，玻璃棒的作用是引流，防止液體外濺，故答案為：ac；引流；
（4）操作IV濾液硫酸銨溶液與KCl需在濃氨水中發(fā)生反應(yīng)，析出K₂SO₄晶體，原理是物質(zhì)的溶解度大小不同，物質(zhì)間發(fā)生復(fù)分解，析出溶解度小的物質(zhì)，濃氨水的作用是降低硫酸鉀的溶解度，利于硫酸鉀的析出，應(yīng)需在密閉容器中進(jìn)行，防止?jié)獍彼�的揮發(fā)，該操作得到的母液中所含的主要陽離子是銨根離子，檢驗方法是取溶液少許，向其中加入NaOH溶液并加熱，生成有刺激性氣味的氣體并能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，
故答案為：復(fù)分解反應(yīng)；降低硫酸鉀的溶解度，利于硫酸鉀的析出；濃氨水易揮發(fā)；取溶液少許，向其中加入NaOH溶液并加熱，生成有刺激性氣味的氣體并能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)；
（5）a為NH₃，b為CO₂，所投入的原料和尾氣成分相同，則CO₂、NH₃可循環(huán)使用故答案為：CO₂、NH₃，故答案為：CO₂、NH₃．

點評 本題考查制備實驗方案的設(shè)計，題目難度中等，注意學(xué)習(xí)中要善于積累基本化學(xué)實驗操作知識，把握實驗原理是解答該題的關(guān)鍵．