题目内容
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CO32-的方法是：_______________________________________________________________。
(5)已知不同温度下K2SO4在100 g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591 g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：________________________________________________________________。
(1)CaCO3、NH3、H2O
(2)CaSO4＋CO32-=CaCO3＋SO42-
(3)CaSO4
(4)滤液中滴加盐酸产生气泡
(5)54
(6)ad
(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，若产生气泡说明滤液中含有碳酸根。硫酸钾饱和溶液在结晶过程中溶剂的量不变，查表可知不同温度下的溶解度，先求出591 g饱和液中含有的水是500 g，在0 ℃可溶解硫酸钾37 g，所以析出晶体54 g。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。
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