Question

化工生產上通常將石膏（CaSO₄）轉化為硫酸鉀肥料和氯化鈣，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。以下是該轉化的流程圖。

回答下列問題：
（1）寫出反應①的化學方程式                                     。
（2）過濾I操作所得固體中，出CaSO₄外還含有            （填化學式）等物質。
（3）過濾I操作所得濾液是溶液(NH₄)₂SO₄。檢驗濾液中是否還含有CO₃^2—的方法是            。
（4）已知不同溫度下K₂SO₄的溶解度如下表：

溫度（℃）	0	20	60
溶解度（g）	7.4	11.1	18.2

 
60℃時K₂SO₄的飽和溶液591g冷卻到0℃，可析出K₂SO₄固體            g。

Answer 1

（1） 2NH₃＋H₂O＋CO₂= (NH₄) ₂ CO₃
（2）CaCO₃ 
（3）取少量溶液，滴加稀鹽酸，并將產生的氣體通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，則還含有CO₃^2—,反之則不含。
（4）54g

試題分析：（1）此題為信息方程式書寫。書寫信息方程式，必須先確定反應物、反應條件和生成物，然后再進行配平即成化學方程式。由圖知，反應物為水、二氧化碳、氨氣，生成物為碳酸銨，題中沒有指出明確的反應條件，則認為是通常條件下。然后用最小公倍數法配平即為答案。
（2）向(NH₄) ₂ CO₃中加入CaSO₄發生反應為(NH₄) ₂ CO₃+ CaSO₄= CaCO₃↓+(NH₄) ₂ SO₄，所以所得固體中會含有CaCO₃。
（3） CO₃^2—的檢驗，只需將CO₃^2—通過加入稀酸的方法使之轉化為CO₂氣體，并檢驗CO₂即可判斷其含碳酸根離子。這個“稀酸”可以是稀鹽酸，也可是稀硫酸等其它強酸。所以答案為：取少量溶液，滴加稀鹽酸，并將產生的氣體通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，則還含有CO₃^2—,反之則不含。
（4）查表知，60℃時K₂SO₄的溶解度為18.2g，0℃時K₂SO₄的溶解度為7.4g。根據溶解度的定義，60℃時118.2gK₂SO₄的飽和溶液降溫到0℃，最多只能溶解7.4g硫酸鉀固體，會析出18.2-7.4=10.8g硫酸鉀晶體。根據題目，現K₂SO₄的飽和溶液為591g，則冷卻后能析出晶體質量為54g。具體計算過程為：
設：可析出K₂SO₄固體質量為X
118.2:10.8=591:X
X=54g