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(chǔ)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、CaCO₃、H₂O外，還需要                   等原料。

（2）寫出石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：                   。

（3）過濾Ⅰ操作所得濾液是(NH₄)₂SO₄溶液。檢驗(yàn)濾液中含有CO₃^2－的操作方法是：

_________________________________________________________________。

（4）若過濾I的濾液中的Ca²⁺濃度低于1.0×10^－5 mol·L^－1時(shí)可認(rèn)為被沉淀完全。若要使Ca²⁺沉淀完全，則濾液中CO₃^2－離子的物質(zhì)的量濃度不得低于                   。

（已知：K_sp(CaCO3)=5.0×10^－9）

（5）寫出蒸氨過程中的化學(xué)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(chǔ)熱材料，選擇的依據(jù)是     。

a．熔點(diǎn)較低（29℃熔化）    b．能導(dǎo)電     c．能制冷     d．無毒

 

Answer 1

【答案】

（13分）

（1）KCl  NH₃ （2分，少寫1個(gè)或錯(cuò)寫1個(gè)扣1分）

（2）CaSO₄＋CO₃^2－CaCO₃＋SO₄^2－（2分，離子符號(hào)錯(cuò)，得0分，用等號(hào)也給分）

（3）用滴管取少量濾液于試管中，滴加鹽酸，若產(chǎn)生氣泡，證明濾液中含有CO₃^2－(3分，每項(xiàng)1分，少一項(xiàng)扣1分)

（4）5.0×10^－4mol/L（2分，沒有寫單位扣1分）

（5）CaO+2NH₄Cl+5H₂O=CaCl₂·6H₂O+2NH₃↑（2分，未配平或無“↑”或“Δ”共扣1分）

（6）a d（2分，少1個(gè)或錯(cuò)1個(gè)扣1分）

【解析】（1）觀察工藝流程圖可知，左側(cè)需要加入的CO₂、CaO是右側(cè)產(chǎn)生的CaCO₃熱分解的產(chǎn)物，而右側(cè)加入的KCl和NH₃也是需要消耗的原料；（2）石膏懸濁液中存在如下溶解平衡：CaSO₄(s)Ca²⁺+SO₄^2－，加入的（NH₄)₂CO₃是可溶性碳酸鹽，該溶液中的CO₃^2－與Ca²⁺易發(fā)生生成更難溶的碳酸鈣沉淀，即Ca²⁺+CO₃^2－=CaCO₃↓，減小生成物濃度使上述平衡右移，實(shí)現(xiàn)了沉淀的轉(zhuǎn)化，則總反應(yīng)為CaSO₄＋CO₃^2－CaCO₃＋SO₄^2－；（3）CO₃^2－不僅能與Ca²⁺反應(yīng)生成白色沉淀，而且與稀鹽酸或稀硫酸容易反應(yīng)放出無色無味的氣體，這是CO₃^2－的特征反應(yīng)，因此取少量濾液，加入適量鹽酸，若產(chǎn)生氣泡，說明濾液中存在碳酸根離子；（4）CaCO₃(s)Ca²⁺+CO₃^2－，K_sp(CaCO3)= c(Ca²⁺)•c(CO₃^2－)=5.0×10^－9，若c(Ca²⁺)=1.0×10^－5 mol·L^－1，則c(CO₃^2－)= 5.0×10^－4mol·L^－1，為了使溶液中c(Ca²⁺)<1.0×10^－5 mol·L^－1，則c(CO₃^2－)≥5.0×10^－4mol·L^－1；（5）觀察工藝流程圖中蒸氨步驟可知，反應(yīng)物為CaO、H₂O、NH₄Cl，生成物為CaCl₂•6H₂O、NH₃，反應(yīng)條件為加熱，沒有元素化合價(jià)變化，不涉及氧化還原反應(yīng)，設(shè)CaCl₂•6H₂O的系數(shù)為1，根據(jù)鈣原子、氯原子、氫原子守恒可得：CaO+2NH₄Cl+5H₂O=CaCl₂·6H₂O+2NH₃↑；（6）a項(xiàng)，熔點(diǎn)較低，溫度大于29℃時(shí)容易吸收熱量熔化，溫度小于29℃時(shí)容易凝固，故a正確；b項(xiàng)，酸、堿、鹽等化合物在水溶液里或熔融狀態(tài)下都能導(dǎo)電，金屬、合金、石墨等都能導(dǎo)電，CaCl₂•6H₂O固體時(shí)不能導(dǎo)電，故b錯(cuò)誤；c項(xiàng)，雖然CaCl₂•6H₂O固體能吸收熱量，但是一定量CaCl₂•6H₂O固體能吸收熱量的能力并非很強(qiáng)，因而不能制冷，僅僅能儲(chǔ)熱，故c錯(cuò)誤；d項(xiàng)，CaCl₂•6H₂O不是重金屬鹽，無毒，使用安全，故d正確。

考點(diǎn)：是物質(zhì)制備工藝流程題，是近年高考的熱點(diǎn)題型，涉及所用原料的判斷、離子方程式和化學(xué)方程式的書寫、常見陰離子的檢驗(yàn)方法、溶度積公式的計(jì)算或應(yīng)用、解釋原因或依據(jù)等問題。