Question

14．柠檬酸（C₆H₈O₇）是一种工业原料，广泛应用于食品、医药等行业．下图是制备一水柠檬酸晶体（C₆H₈O₇•H₂O）的工艺流程图．回答相关问题：
【钙盐法制备】

【资料卡片】
①柠檬酸水溶液显酸性．
②工业生产柠檬酸，原料预处理后，得到的发酵液中含有柠檬酸及其他可溶性杂质．
③水柠檬酸在不同温度下的溶解度如下表：

温度/℃	0	10	20	30	40	…
溶解度/g	96	118	146	183	216	…

（1）实验室检验X气体的化学方程式为CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
（2）在发酵液中加入CaCO₃，同时升温至90℃，这样做的目的是使反应更充分进行．
（3）加入硫酸反应的化学方程式为3H₂SO₄+Ca₃（C₆H₅O₇）₂=3CaSO₄↓+2C₆H₈O₇，是复分解（填基本反应类型）反应．
（4）操作1、2的名称是过滤，实验室完成此操作，需要用到的玻璃仪器有ac（选填字母）及玻璃棒．

（5）操作3的目的是得到一水柠檬酸晶体，操作顺序是b→c→a．
a．过滤       b．加热浓缩        c．冷却结晶        d．蒸发结晶
（6）工业生产中，可加入活性炭（填物质名称）进行脱色处理．
（7）母液可以循环使用，其中一定含有的溶质是柠檬酸（或C₆H₈O₇）．

Answer 1

分析 （1）根据碳酸盐和酸反应会生成二氧化碳，在实验室检验二氧化碳用澄清石灰水进行分析；
（2）根据一水柠檬酸晶体的溶解性随着温度的升高而增大，所以升高温度是为了使反应更充分进行；
（3）根据复分解反应的原理进行分析；
（4）根据过滤操作可以将固体和液体分离进行分析；
（5）根据柠檬酸的溶解度进行分析；
（6）根据活性炭有吸附性进行分析；
（7）根据既可以做反应物，也是生成物的可以进行循环利用进行分析．

解答 解：（1）碳酸钙和发酵液反应得到了柠檬酸钙和废液，依据质量守恒定律，所以发酵液中含有柠檬酸，柠檬酸显酸性，柠檬酸和碳酸钙反应会生成二氧化碳气体，所以气体X是：CO₂，在实验室检验二氧化碳常用澄清石灰水，氢氧化钙和二氧化碳反应生成白色的碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）在发酵液中加入CaCO₃，同时升温至90℃，这样做的目的是：使反应更充分进行；
（3）硫酸与柠檬酸钙反应生成硫酸钙沉淀和柠檬酸，其反应方程式为：3H₂SO₄+Ca₃（C₆H₅O₇）₂═3CaSO₄↓+2C₆H₈O₇，该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新化合物，且有沉淀生成，属于复分解反应；
（4）经过操作1后得到了柠檬酸钙和废液，经过操作2后得到了滤渣硫酸钙和滤液，所以操作1、2的名称是：过滤；过滤使用的玻璃仪器有：漏斗、烧杯以及玻璃棒；
（5）通过柠檬酸的溶解度表可以看出，柠檬酸的溶解度受温度影响变化较大，所以要从柠檬酸的溶液中得到柠檬酸，需要先将柠檬酸蒸发浓缩制成高温时的饱和溶液，然后进行降温处理，可以得到柠檬酸晶体和母液，再进行过滤，可以得到柠檬酸晶体，所以操作顺序是：b→c→a；
（6）活性炭有吸附性，可以吸附色素和异味，明矾可以做絮凝剂，使水中的小颗粒沉降，肥皂水可以检验硬水和软水，所以工业生产中，可加入活性炭进行脱色处理；
（7）硫酸钙表面会粘有柠檬酸，将滤渣洗涤后，表面的柠檬酸会进入滤液中，提高了柠檬酸的产量，所以洗涤CaSO₄滤渣的目的是：提高产量；
（8）通过分析反应流程中的各种物质，可知得到柠檬酸晶体的母液，中含有一定的柠檬酸，可以在重新参与反应，所以母液可以循环，其中一定含有的溶质是：柠檬酸．
故答案为：（1）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）使反应更充分进行；
（3）3H₂SO₄+Ca₃（C₆H₅O₇）₂=3CaSO₄↓+2C₆H₈O₇，复分解；
（4）过滤，ac；
（5）c；
（6）活性炭；
（7）柠檬酸（或C₆H₈O₇）．

点评 在解此类题时，首先分析题中的反应流程，然后结合学过的知识、题中所给的知识以及题中的问题进行逐一的解答．