Question

5．合物儲熱材料，無論從經濟效益、資源綜合利用還是從環境保護角度看都具有重要意義．以下是石膏轉化為硫酸鉀和氯化鈣的工藝流程示意圖．

（1）本工藝中所用的原料除CaSO₄•2H₂O、KCl外，還需要CaCO₃（或CaO）、NH₃、H₂O等原料
（2）寫出石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后發生反應的離子方程式：CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃+SO₄^2-
（3）過濾Ⅰ操作所得固體中，除CaCO₃外還含有CaSO₄（填化學式）等物質，該固體可用作生產水泥的原料．
（4）過濾Ⅰ操作所得濾液是（NH₄）₂SO₄溶液．檢驗濾液中含有CO₃^2-的方法是：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-．
（5）已知不同溫度下K₂SO₄在100g水中達到飽和時溶解的量如下表：

溫度（℃）	0	20	60
K2SO4溶解的量（g）	7.4	11.1	18.2

60℃時K₂SO₄的飽和溶液591g冷卻到0℃，可析出K₂SO₄晶體54g
（6）氯化鈣結晶水合物（CaCl₂•6H₂O）是目前常用的無機儲熱材料，選擇的依據是ad
A、熔點較低（29℃熔化）      b、能導電        c、能制冷       d、無毒
（7）上述工藝流程中體現綠色化學理念的是：碳酸鈣用于制水泥原料、硫酸鈣和氯化鉀轉化為硫酸鉀和氯化鈣、氨在工藝中循環使用等（原子利用率高，沒有有害物質排放到環境中）．

Answer 1

分析 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．
（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）根據流程圖可知，石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后過濾，得到碳酸鈣與硫酸銨；CaSO₄微溶且為懸濁液、CaCO₃不溶，所以二者在離子方程式中均不拆；然后配平即可；
（3）過濾Ⅰ操作所得固體中，除CaCO₃外還主要含有過量微溶的CaSO₄；
（4）根據碳酸根離子與酸反應能生成二氧化碳考慮；
（5）根據圖表不同溫度下的溶解度，結合飽和溶液質量之比等于析出晶體質量之比計算；
（6）氯化鈣結晶水合物（CaCl₂•6H₂O）是目前常用的無機儲熱材料，是因為氯化鈣結晶水合物熔點低易熔化，且無毒，與易溶于水，能導電無關；
（7）根據綠色化學的特點進行分析．碳酸鈣用于制水泥原料、硫酸鈣和氯化鉀轉化為硫酸鉀和氯化鈣、氨在工藝中循環使用等（原子利用率高，沒有有害物質排放到環境中．

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．
故答案為：CaCO₃（或CaO）、NH₃、H₂O；       
（2）根據流程圖可知，石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后過濾得到碳酸鈣與硫酸銨，CaSO₄微溶且為懸濁液、CaCO₃不溶，所以在離子方程式中均不拆；然后配平即可；故答案為：CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃+SO₄^2-；
（3）CaSO₄微溶且為懸濁液，故過濾Ⅰ操作所得固體中，除CaCO₃外還主要含有過量微溶的CaSO₄，
故答案為：CaSO₄；
（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．
故答案為：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-；
（5）根據圖表不同溫度下的溶解度，結合飽和溶液質量之比等于析出晶體質量之比計算，（100+18.2）：（18.2-7.4）=591：x
x=54g；
故答案為：54； 
（6）氯化鈣結晶水合物（CaCl₂•6H₂O）是目前常用的無機儲熱材料，是因為氯化鈣結晶水合物熔點低易熔化，且無毒，與易溶于水，能導電無關，
故答案為：ad；
（7）由綠色化學的特點可知，碳酸鈣用于制水泥原料、硫酸鈣和氯化鉀轉化為硫酸鉀和氯化鈣、氨在工藝中循環使用等（原子利用率高，沒有有害物質排放到環境中）；
故答案為：碳酸鈣用于制水泥原料、硫酸鈣和氯化鉀轉化為硫酸鉀和氯化鈣、氨在工藝中循環使用等（原子利用率高，沒有有害物質排放到環境中）．

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．