Question

某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO₄，与相邻的合成氨厂联合设计了以下制备（NH₄）₂SO₄的工艺流程：

试填空：
（1）沉淀池中发生主要反应的化学方程式为：

 

，该反应能够发生的原因是：

 

．
（2）提纯滤液以获得（NH₄）₂SO₄晶体，必要的操作步骤是：

 

（填序号）．
A．萃取B．蒸发浓缩C．冷却结晶D．蒸馏
（3）该生产过程中可以循环使用的物质X是：

 

（填化学式）．
（4）上述生产流程中，有关NH₃的作用及说明正确的是：

 

（填序号）．
A．提供制备所需的氮元素         B．增大CO₃^2-的浓度促进反应发生
C．作反应的催化剂               D．生产1mol （NH₄）₂SO₄，至少消耗2mol NH₃．

Answer 1

考点：副产品的综合利用,氨的用途,含硫物质的性质及综合应用

专题：氧族元素,氮族元素

分析：（1）根据反应物推测生成物，不难发现生成的沉淀为CaCO₃；利用沉淀溶解平衡原理进行分析；
（2）获得晶体，应先浓缩溶液，再进行冷却结晶，从而得到晶体；
（3）根据工艺流程图可知，在煅烧炉中进行煅烧的物质中含有，CaCO₃可得到CO₂，据此判断；
（4）NH₃可以促进吸收CO₂，而本身被转化为（NH₄）₂SO₄晶体，据此分析选项．

解答： 解：（1）将NH₃和CO₂通入沉淀池中并加入CaSO₄，生成（NH₄）₂SO₄和CaCO₃，发生CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄，
故答案为：CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄；
（2）从溶液中获取晶体应采取蒸发浓缩、冷却结晶等操作，所以必须操作步骤是BC，
故答案为：BC；
（3）由工艺流程可知，CaCO₃在煅烧炉中分解生成CO₂和CaO，CO₂循环使用，
故答案为：CO₂．
（4）A、NH₃被转化为（NH₄）₂SO₄晶体，提供了所需要的氮元素，故A正确；
B、氨气可以与CO₂反应，促进CO₂转化为CO₃^2-，而增大CO₃^2-的浓度，故B正确；
C、氨气参与反应，其物质的量减少，不做催化剂，故C错误；
D、根据化学方程式可知，生产1mol （NH₄）₂SO₄，至少消耗2mol NH₃，故D正确；
故选：ABD．

点评：本题考查化学工艺流程，应能够结合生产实际，来分析该题，难度不大，其中关于氨气的作用是难点．