Question

【化学选修-化学与技术】(15分)将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO₄•2H₂O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义.以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图.

（1）本工艺中所用的原料除CaSO₄•2H₂O、KCl外,还需要___________________等原料.

（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式_________________.

（3）过滤Ⅰ操作所得固体中,除CaCO₃外还含有________(填化学式)等物质,该固体可用作生产水泥的原料.

（4）过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH₄)₂SO₄溶液.检验滤液中含有CO₃^2﹣的方法是__________________.

（5）已知不同温度下K₂SO₄在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：

温度(℃)	0	20	60
K2SO4溶解的量(g)	7.4	11.1	18.2

60℃时K₂SO₄的饱和溶液591g冷却到0℃,可析出K₂SO₄晶体___________g.

（6）氯化钙结晶水合物(CaCl₂•6H₂O)是目前常用的无机储热材料,选择的依据是_______.

A．熔点较低(29℃熔化)                b．能导电      

c．能制冷                          d．无毒

（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是________________________________.

Answer

(15分) （1） CaCO3(或CaO)、NH3 、水（2分）

（2） CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42- (2分)

（3） CaSO4 (2分)

（4）用滴管取少量滤液于试管中,滴加盐酸,若产生气泡,证明滤液中含有CO32- (3分)

（5）54 (2分)

（6） a d (2分)

（7） 生成的碳酸钙可用于制作水泥，硫酸钙与氯化钾转化为氯化钙和硫酸钾，氨气在反应中被循环使用（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据流程图可知，反应中需要CaO、二氧化碳、氨气、水，CaO、二氧化碳可通过高温分解碳酸钙得到，所以需要的原料有CaCO3(或CaO)、NH3 、水；

（2）石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液得到碳酸钙和硫酸铵，所以反应的离子方程式是 CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-；

（3）过滤Ⅰ操作所得固体中,除CaCO3外还含有微溶的CaSO4；

（4）证明碳酸根离子的试剂是稀盐酸，碳酸根离子与盐酸反应产生二氧化碳气体，所以用滴管取少量滤液于试管中,滴加盐酸,若产生气泡,证明滤液中含有CO32-；

（5）60℃时100g水中最多溶解的硫酸钾的质量是18.2g，则118.2g60℃时的硫酸钾的饱和溶液降低到0℃时析出固体18.2-7.4=10.8g，所以591g60℃时的饱和溶液降低到0℃时最多析出的固体质量是591/118.2×10.8g=54g；

（6）氯化钙结晶水合物(CaCl2•6H2O)是目前常用的无机储热材料,因为氯化钙的熔点较低易熔化，且无毒，与易溶于水和导电性无关，答案ad；

（7）由上述流程可知，生成的碳酸钙可用于制作水泥，硫酸钙与氯化钾转化为氯化钙和硫酸钾，氨气在反应中被循环使用，所以原子的利用率高，不浪费原料，符合绿色化学的理念。

考点：考查对工业流程的分析，产品的判断，离子方程式的书写，绿色化学的判断