Question

磷肥生產過程中得到的副產物石膏（CaSO₄?2H₂O）可轉化為硫酸鉀肥料和氯化鈣水合物儲熱材料，其工藝流程示意圖如下：

（1）本工藝中需用CaCO₃作原料，它可制備上述流程用的

 

、

 

原料，除CaCO₃、CaSO₄?2H₂O、NH₃、H₂O外，還需要

 

等原料．
（2）吸收流程中通入CO₂和NH₃量的關系分別為

 

（選填序號）
A．足量的CO₂，適量的NH₃        B．足量的NH₃，少量的CO₂
C．適量的CO₂，足量的NH₃        D．少量的NH₃，足量的CO₂
（3）在實驗室進行過濾操作，所需的玻璃儀器為

 

（從A～H中選擇）．
A．試管    B．燒瓶   C．燒杯    D．分液漏斗    E．普通漏斗    F．蒸餾燒瓶   G．玻璃棒    H．酒精燈．
（4）過濾I所得濾液是（NH₄）₂SO₄溶液，檢驗濾液中是否含有CO

2- 3

的方法是：

 

．
（5）轉化I過程中加入適量十二烷基苯磺酸鈉，其作用可能是

 

．

Answer 1

考點：副產品的綜合利用,硫酸鹽

專題：氧族元素

分析：（1）根據箭頭的方向判斷不難得出最初的原料．加入的原料箭頭指向方框；箭線上面的物質為中間產物，箭頭指向的產物．
流程圖分析：
吸收環節：2NH₃+CO₂+H₂O生成碳酸銨；
轉化Ⅰ環節：碳酸銨和石膏懸濁液反應生成CaCO₃+（NH₄）₂SO₄，經過濾后分離；
轉化Ⅱ：（NH₄）₂SO₄和KCl的飽和溶液反應得到NH₄Cl和K₂SO₄經過濾Ⅱ分離；
蒸氨環節的為CaO、H₂O、NH₄Cl生成為CaCl₂．6H₂O和NH₃．
（2）根據部分反應物和生成物從質量守恒的角度書寫化學方程式；為使溶液中的Ca²⁺完全沉淀，應在堿性條件下反應生成CaCO₃；
（3）過濾為不溶性固體和液體的分離；
（4）根據碳酸根離子與酸反應能生成二氧化碳考慮；
（5）十二烷基苯磺酸鈉是高含量的陰離子表面活性劑，具有凝聚的作用，有利于晶體的生長變大．

解答： 解：（1）由流程圖可知，
吸收環節：2NH₃+CO₂+H₂O生成碳酸銨；
轉化Ⅰ環節：碳酸銨和石膏懸濁液反應生成CaCO₃+（NH₄）₂SO₄，經過濾后分離；
轉化Ⅱ：（NH₄）₂SO₄和KCl的飽和溶液反應得到NH₄Cl和K₂SO₄經過濾Ⅱ分離；
蒸氨環節的為CaO、H₂O、NH₄Cl生成為CaCl₂．6H₂O和NH₃，而CaO、CO₂可以通過CaCO₃高溫分解得到；
故答案為：CaO；CO₂；KCl；        
（2）用NH₃、CO₂和制磷肥得到的副產物石膏（CaSO₄?2H₂O）制備化肥 （NH₄）₂SO₄，由于CO₂微溶于水，NH₃易溶于水，應先通入足量NH₃，使溶液呈堿性，然后再通入適量CO₂；
故答案為：C；
（3）過濾時所需要的儀器有燒杯、普通漏斗以及玻璃棒，故答案為：C、E、G；
（4）碳酸根離子與酸反應能生成二氧化碳，所以可以用稀鹽酸來驗證碳酸根離子，即取少量溶液，滴加稀鹽酸，若有氣泡產生則還含有CO₃^2-，反之則不含有CO₃^2-；
故答案為：取濾液少許，滴加鹽酸，若無氣體生成，則濾液中無CO₃^2-；否則，濾液中含CO₃^2-；
（5）十二烷基苯磺酸鈉是高含量的陰離子表面活性劑，具有凝聚的作用，有利于晶體的生長變大．在轉化Ⅰ之后有過濾Ⅰ操作，而在后續實驗中沒有十二烷基苯磺酸鈉出現，所以可以考慮促進CaCO₃結晶生長，有利于過濾Ⅰ步驟．
故答案為：可促進CaCO₃結晶生長，有利于過濾．

點評：本題為工藝流程題，涉及原料、產品的判斷、方程式的書寫、檢驗、綠色化學等．做推斷題時要充分利用所給的信息，結合自己已學過的知識，進行有依據性的推測，難度較大．