13.(2007年上海)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,该固体可用做生产水泥的原料。
(4)过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有CO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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析] (1)从工艺流程图看出有CaCO3生成,CaCO3在高温条件下可分解生成CO2和CaO,CO2、CaO又做原料循环利用,所以所用原料不答CO2、CaO,只答CaCO3。再根据原子守恒不难答出NH3,H2O。
(2)CaSO4是微溶物,又是悬浊液,所以写离子方程式时不拆。
(3)根据溶解平衡原理,CaSO4微溶,不能反应完全;题干又有提示作生产水泥的原料,所以沉淀中还有CaSO4。
(4)只是检验,不是除杂,看到现象即可,所以滴加HCl有气泡产生既可证明。
(5)= x=54 g
(6)固体变成液体吸热,液体变成固体放热,只有熔点较低的物质才易于改变状态,所以选a。固体常用物质需无毒故选d。
(7)“绿色”不仅仅是指无污染,还指无浪费,一定要考虑到原子利用率问题。
[答案] (1)CaCO3、NH3、H2O
(2)CaSO4+CO===CaCO3↓+SO
(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)
11.硫酸是一种重要的化工原料,在工业生产和化学实验中有着重要的用途。某同学将硫酸在中学有机化学实验中的应用归纳如下:
|
实验 |
浓度 |
作用 |
甲 |
制乙烯 |
浓 |
催化剂、脱水剂 |
乙 |
制硝基苯 |
浓 |
催化剂、吸水剂 |
丙 |
酯化反应 |
浓 |
催化剂、脱水剂 |
丁 |
酯的水解 |
浓 |
催化剂 |
戊 |
制苯磺酸 |
浓 |
磺化剂(反应物) |
(1)其中上述归纳中,所用硫酸的浓度有误的是________,相应硫酸作用的叙述有误的是________,正确的作用应为______________________________,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为鉴别某硫酸是浓硫酸还是稀硫酸设计如下方案:
|
操作 |
结论 |
A |
将硫酸点在火柴梗上 |
变黑者为浓硫酸 |
B |
加入金属铝片 |
产生刺激性气味者为浓硫酸 |
C |
滴到CuSO4·5H2O晶体中 |
变白者为浓硫酸 |
D |
分别加入到盛水的试管中 |
放热者为浓硫酸 |
①其中上述方案中正确的是________,它们分别体现了浓硫酸的何种性质________________________________________________________________________。
②其中一个稍作改进就可行的是________,改进的方法是________,在该方法中确定浓硫酸和稀硫酸的另一现象是______________________________________。
[解析] (1)该题考查了硫酸在有机反应中的用途,其中酯的水解反应应用稀硫酸,只起催化作用,酯化反应时的浓硫酸起催化剂和吸水剂作用,而不是脱水剂。因为酯化反应为可逆反应,生成的H2O被浓硫酸吸收,有利于该反应向右进行。
(2)①上述方案中操作和结论都正确的是A、C、D,分别体现了浓硫酸的脱水性、吸水性、吸水性。②在常温下浓硫酸可使铝片钝化,不会产生SO2气体,若在加热时铝可与浓硫酸继续反应,同时该方案中可通过能产生无色无味气体的应为稀硫酸,这一现象来确定浓、稀硫酸。
[答案] (1)丁 丙 催化剂、吸水剂 酯化反应为可逆反应,生成的H2O被浓硫酸吸收,有利于该反应向酯化方向进行
(2)①ACD 脱水性、吸水性、吸水性 ②B 加热 产生无色无味气体的为稀硫酸