Question

(07年上海卷)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 1

答案：（1）CaCO₃  NH₃  H₂O
（2）CaSO₄＋CO₃^2－→CaCO₃↓＋SO₄^2－
（3）CaSO₄
（4）滤液中滴加盐酸产生气泡
（5）54g
（6）a  d
（7）碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等（原子利用率高，没有有害物质排放到环境中） 

解析：此题是一道以工业生产为背景的实验题，考查了实验基本操作、离子检验、溶解度计算等。从生产流程图可以看出，所需原料除CaSO₄?2H₂O、KCl外，还需要氨气、石灰石和水。硫酸钙是微溶的，碳酸钙是难溶的，因此石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后生成了碳酸钙和硫酸铵，生成的碳酸钙中混有石膏。碳酸根的检验可用酸化的方法，若产生气泡说明虑液中含有碳酸根。硫酸钾饱和溶液在结晶过程中溶剂的量不不变，查表可知不同温度下的溶解度，先求出591饱和液中含有的水是500g，在0℃可溶解硫酸钾37g，所以析出晶体54g。作为储热材料，要求能在室温左右的温度下工作，且对人体无害，故选ad；绿色化学要求整个生产过程中不排放污染物，原子利用率高，因此生产流程中碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用。