Question

【化學—選修2：化學與技術】（15分）
石膏轉化為硫酸鉀和CaCl₂的工藝流程如下：

(1)CO₂是一種很重要的副產品，工業上獲得CO₂的途徑是　　　　　　　　　　　　　 (用化學方程式表示)。
(2)轉化Ⅰ中發生反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　。過濾Ⅰ得到的濾液是　　　，檢驗濾液中含有CO的方法是_________________________________。
(3)轉化Ⅱ中發生反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，轉化Ⅱ中可獲得K₂SO₄的原因是__________________________________________________。
(4)上述工藝流程中體現綠色化學理念的是______________________________________。
(5)氯化鈣結晶水合物是目前常用的無機儲熱材料，選擇的依據是　　　　。
a．熔點較低(29 ℃熔化)        b．能制冷
c．無毒                       d．能導電

Answer 1

(1)CaCO₃CaO＋CO₂↑         （2分）
(2)CaSO₄＋CO₃^2－===CaCO₃↓＋SO₄^2－　（2分）     (NH₄)₂SO₄　  （1分）
取少量濾液于試管中，滴加稀HCl，若有無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體產生，則證明濾液中含有CO₃^2－，若無明顯現象，則濾液中不含CO₃^2－         （2分）
(3)2KCl＋(NH₄)₂SO₄===K₂SO₄↓＋2NH₄Cl     （2分）
KCl、(NH₄)₂SO₄、K₂SO₄、NH₄Cl四種物質的溶解度受溫度的影響不同（2分）
(4)氨在工藝中循環使用、使用的原料無毒(其他合理答案也可)       （2分）
(5)  a   c     （2分）

(1)工業生產生石灰的同時會產生大量的CO₂氣體，這是工業上獲得CO₂的主要來源。
（2）碳酸鈣的溶解度大于硫酸鈣的，所以硫酸鈣可以和碳酸鹽反應生成碳酸鈣。因此硫酸鈣和碳酸銨反應生成碳酸鈣和硫酸銨，即濾液中的主要成分是硫酸銨。碳酸鹽和鹽酸可以反應生成能使澄清石灰水變混濁的氣體CO₂，據此可以鑒別。
（3）當硫酸銨和氯化鉀混合后，由于KCl、(NH₄)₂SO₄、K₂SO₄、NH₄Cl四種物質的溶解度受溫度的影響不同，所以可以通過控制溶液的溫度得到硫酸鉀固體。
（4）根據轉化特點可知，氨氣在反應中可以循環使用，且所用的原料是無毒的。
（5）儲熱材料說明可以吸收熱量，這說明化合物的熔點較低，易吸熱熔化，從而可以較低周圍環境的溫度，同時化合物應該是無毒的、對人體健康沒有傷害的。