Question

8．CMA（醋酸钙、醋酸镁固体的混合物）是高速公路的绿色融雪剂．以生物质废液--木醋液（主要成分乙酸，以及少量的甲醇、苯酚、焦油等杂质）及白云石（主要成分MgCO₃•CaCO₃，含SiO₂等杂质）等为原料生产CMA的实验流程如图1：

（1）步骤①发生的反应离子方程式为MgCO₃•CaCO₃+4CH₃COOH=Ca²⁺+Mg²⁺+4CH₃COO^-+2CO₂↑+2H₂O．
（2）步骤②所得滤渣1的主要成分为SiO₂（写化学式）；步骤②所得滤液常呈褐色，颜色除与木醋液中含有少量的有色的焦油有关外，产生颜色的另一主要原因是实验过程中苯酚被空气中氧气氧化最终产生褐色物质．
（3）已知CMA中钙、镁的物质的量之比与出水率（与融雪效果成正比）关系如图2所示，步骤④的目的除调节n（Ca）：n（Mg）约为3：7（选填：1：2；3：7；2：3）外，另一目的是除去过量的乙酸．
（4）步骤⑥包含的操作有蒸发结晶、过滤、洗涤及干燥．
（5）碳酸镁和碳酸钙与醋酸也可以恰好完全反应得到的混合物制融雪剂，下列有关说法错误的是D
A．该融雪剂中的醋酸钙、醋酸镁均是离子化合物
B．该融雪剂还可用于除去煤燃烧产生的二氧化硫
C．该融雪剂的水溶液显碱性
D．生产该融雪剂所需碳酸盐与醋酸的物质的量之比为1：1．

Answer 1

分析 根据流程图可知，白云石（主要成分MgCO₃•CaCO₃，含SiO₂等杂质）与木醋液（主要成分乙酸，以及少量的甲醇、苯酚、焦油等杂质）反应生成醋酸钙和醋酸镁，过滤得滤渣1为二氧化硅，滤液中主要溶质是醋酸钙和醋酸镁，加入活性碳脱色，除去被氧化的苯酚、焦油等杂质，再加入氧化镁，调节溶液中n（Ca）：n（Mg）的值，过滤，除去混合液中固体杂质，得醋酸钙和醋酸镁溶液，将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤及干燥得CMA，据此进行解答．

解答 解：根据流程图可知，白云石（主要成分MgCO₃•CaCO₃，含SiO₂等杂质）与木醋液（主要成分乙酸，以及少量的甲醇、苯酚、焦油等杂质）反应生成醋酸钙和醋酸镁，过滤得滤渣1为二氧化硅，滤液中主要溶质是醋酸钙和醋酸镁，加入活性碳脱色，除去被氧化的苯酚、焦油等杂质，再加入氧化镁，调节溶液中n（Ca）：n（Mg）的值，过滤，除去混合液中固体杂质，得醋酸钙和醋酸镁溶液，将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤及干燥得CMA，
（1）根据上面的分析可知，步骤①发生的反应离子方程式为MgCO₃•CaCO₃+4CH₃COOH=Ca²⁺+Mg²⁺+4CH₃COO^-+2CO₂↑+2H₂O，故答案为：MgCO₃•CaCO₃+4CH₃COOH=Ca²⁺+Mg²⁺+4CH₃COO^-+2CO₂↑+2H₂O；
（2）步骤②所得滤渣1的主要成分为二氧化硅，化学式为SiO₂，步骤②所得滤液常呈褐色，颜色除与木醋液中含有少量的有色的焦油有关外，产生颜色的另一主要原因是实验过程中苯酚被空气中氧气氧化最终产生褐色物质，故答案为：SiO₂；实验过程中苯酚被空气中氧气氧化最终产生褐色物质；
（3）根据如图2所示钙、镁的物质的量之比与出水率（与融雪效果成正比）关系，可知，当n（Ca）：n（Mg）约为3：7时，出水率最高，所以步骤④的目的除调节n（Ca）：n（Mg）约为3：7，步骤④中加入氧化镁的另一个目的是与溶液中的醋酸反应，除去过量的乙酸，故答案为：3：7；除去过量的乙酸；
（4）根据上面的分析可知，步骤⑥包含的操作有 蒸发结晶、过滤、洗涤及干燥，
故答案为：蒸发结晶；
（5）A．醋酸钙、醋酸镁属于有机酸形成的盐，为离子化合物，故A正确；
B．醋酸钙、醋酸镁在氧气的作用下与二氧化硫反应生成硫酸镁和二氧化碳气体，可用于除去煤燃烧产生的二氧化硫，故B正确；
C．醋酸钙、醋酸镁属于强碱弱酸盐，水解呈碱性，故C正确；
D．生产该融雪剂所需碳酸盐与醋酸的物质的量之比为1：2，故D错误；
故答案为：D．

点评 本题考查了物质分离与提纯方法及其综合应用，题目难度中等，明确实验目的、实验原理为解答关键，注意掌握物质分离与提纯原理及其应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．