Question

13．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．下图为石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示示意图．

（1）过滤I操作所得固体中，除CaCO₃外还含有CaSO₄ （填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料．
（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：CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃+SO₄^2-；
（3）本工艺中所用的原料除CaSO₄•2H₂O，KCl外，还需要CaCO₃（或CaO）、NH₃、H₂O等原料．
（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CO₃^2-；
（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54 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ad （填序号）．
a．熔点较低（29℃熔化）   b．能导电
c．能制冷              d．无毒．

Answer 1

分析 由制备流程可知，吸收环节中发生2NH₃、CO₂、H₂O反应生成碳酸铵；转化Ⅰ环节中发生碳酸铵和石膏悬浊液反应生成CaCO₃、（NH₄）₂SO₄，经过滤后分离；转化Ⅱ中（NH₄）₂SO₄和KCl的饱和溶液反应得到NH₄Cl和K₂SO₄，经过滤Ⅱ分离出K₂SO₄；蒸氨环节中为CaO、H₂O、NH₄Cl生成为CaCl₂．6H₂O和NH₃．氨气在流程中可循环使用，然后结合物质的性质及混合物分离提纯来解答．

解答 解：（1）CaSO₄微溶且为悬浊液，故过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO₃外还主要含有过量微溶的CaSO₄，故答案为：CaSO₄；
（2）石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式为CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃+SO₄^2-，故答案为：CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃+SO₄^2-；
（3）由流程图可知，吸收环节：2NH₃+CO₂+H₂O生成碳酸铵；转化Ⅰ环节：碳酸铵和石膏悬浊液反应生成CaCO₃+（NH₄）₂SO₄，经过滤后分离；转化Ⅱ：（NH₄）₂SO₄和KCl的饱和溶液反应得到NH₄Cl和K₂SO₄经过滤Ⅱ分离；蒸氨环节的为CaO、H₂O、NH₄Cl生成为CaCl₂．6H₂O和NH₃．
故答案为：CaCO₃（或CaO）、NH₃、H₂O；
（4）碳酸根离子与酸反应能生成二氧化碳，则可以用稀盐酸来验证碳酸根离子，方法为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CO₃^2-，
故答案为：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CO₃^2-；
（5）根据图表不同温度下的溶解度，结合饱和溶液质量之比等于析出晶体质量之比计算，（100+18.2）：（18.2-7.4）=591：x
x=54g，
故答案为：54；
（6）氯化钙结晶水合物（CaCl₂•6H₂O）是目前常用的无机储热材料，是因为氯化钙结晶水合物熔点低易熔化，且无毒，与易溶于水，能导电无关，
故答案为：ad．

点评 本题考查物质的制备及混合物分离提纯的综合应用，为高频考点，把握制备流程中的反应及混合物分离方法为解答的关键，侧重分析、推断及实验能力的综合考查，注意反应原理的分析及应用，题目难度中等．