Question

（NH₄）₂SO₄是农业生产中常见化肥之一，某工厂用石膏、NH₃、H₂O、CO₂制备（NH₄）₂SO₄，首先石膏磨成粉制成CaSO₄悬浊液，然后按如下工艺流程进行产生：

（1）操作1与操作2的顺序能否调换？

 

（填能与否），理由是

 

（2）常温下，CaCO₃和CaSO₄的溶解度分别为1.5X10^-3g和2.1X10^-1g，请解析CaSO₄向CaCO₃转化的原因．

 

（3）判断操作2通入“适量CO₂”的简单实验方法是

 

（4）从绿色化学角度考虑，该工艺流程应增加一个操作，这个操作是

 

．
（5）豆腐是日常食品之一，它的制作过程中使用了石膏或盐卤，其中包含的化学原理是

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：（1）中性条件下CO₂的溶解度很小，但是氨气易溶于水，得到的氨水易和二氧化碳反应；
（2）沉淀转化原理：溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀；
（3）根据就二氧化碳过量，会继续和NaOH溶液反应而变浑浊来判断；
（4）从原料的循环使用角度来回答；
（5）向胶体中加入电解质，胶体发生聚沉，据此回答．

解答： 解：（1）中性条件下CO₂的溶解度很小，但是氨气易溶于水，得到的氨水易和二氧化碳反应，能把CaSO₄完全转化为CaCO₃，操作1与操作2的顺序不能调换；
故答案为：否，中性条件下CO₂的溶解度很小，不能把CaSO₄完全转化为CaCO₃；
（2）从CaSO₄向CaCO₃转化中并存着沉淀溶解平衡：CaSO₄（s）?Ca²⁺+SO₄^2-，Ca²⁺+CO₃^2-?CaCO₃（s），随着CO₂通入，CO₃^2-浓度增大，平衡向CaSO₄溶解和CaCO₃沉淀生成的方向移动，即溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀，即CaSO₄向CaCO₃转化，
故答案为：从CaSO₄向CaCO₃转化中并存着沉淀溶解平衡：CaSO₄（s）?Ca²⁺+SO₄^2-，Ca²⁺+CO₃^2-?CaCO₃（s），随着CO₂通入，CO₃^2-浓度增大，平衡向CaSO₄溶解和CaCO₃沉淀生成的方向移动，即溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀；
（3）操作2通入“过量CO₂”，取少量滤液至试管中，加入少量NaOH溶液，会继续和NaOH溶液反应而变浑浊，据此检验二氧化碳的过量与否，
故答案为：取少量滤液至试管中，加入少量NaOH溶液，无浑浊出现则操作2通入“适量CO₂”；
（4）在制取中，原料是可以循环使用的，将滤液提纯（NH₄）₂SO₄后的所有液体用于制CaSO₄悬浊液，故答案为：将滤液提纯（NH₄）₂SO₄后的所有液体用于制CaSO₄悬浊液；
（5）豆腐的制作过程中，使用了石膏或盐卤，这样可以使豆浆胶体聚沉，故答案为：胶体中加入电解质，胶体发生聚沉．

点评：本题是一道关于物质的分离制备方法的实验设计题，考查学生分析和解决问题的能力，难度大．