Question

【題目】冬日，雪花漫舞，銀裝素裹，給人們帶來美的享受，但降雪卻會給道路通行帶來麻煩。現(xiàn)有一種高速公路的綠色融雪劑——CMA(醋酸鈣、醋酸鎂固體混合物)，其生產常以白云石(主要成分MgCO3·CaCO3，含SiO2等雜質)和生物質廢液——木醋液(主要成分乙酸，以及少量的甲醇、苯酚、焦油等雜質)等為原料，流程如圖：

（1）步驟①發(fā)生的反應離子方程式為____。

（2）濾渣1的主要成分與NaOH溶液反應的熱化學方程式為___(己知與l mol NaOH發(fā)生反應時放出熱量為QkJ)。步驟②所得濾液常呈褐色，分析可知其原因主要是木醋液中含有少量的有色的焦油以及____。

（3）已知CMA中鈣、鎂的物質的量之比與出水率(與融雪效果成正比)關系如圖所示，步驟④的目的除調節(jié)n(Ca)∶n(Mg)約為__(選填：A.1∶3；B.1∶2；C.3∶7；D.2∶3)外，另一目的是___。

（4）步驟⑥包含的操作有___、過濾、洗滌及干燥。

（5）取akg含MgCO3·CaCO3質量分數(shù)為b%的白云石，經(jīng)過上述流程制備CMA。已知MgCO3·CaCO3的損失率為c%，步驟④之后到產品CMA的損失率為d%，則結合（3）可知所得產品質量約為____kg(請用含相關字母的計算式表達，不必化簡)。

Answer 1

【答案】MgCO3·CaCO3+4CH3COOH=Ca2++Mg2++4CH3COO-+2CO2↑+2H2O SiO2(s)+2NaOH(aq)=Na2SiO3(aq)+H2O(l) △H=-2QkJ/mol 苯酚 C 除去過量的乙酸 蒸發(fā)結晶

【解析】

根據(jù)流程圖可知，白云石(主要成分MgCO3CaCO3，含SiO2等雜質)與木醋液(主要成分乙酸)反應生成醋酸鈣和醋酸鎂，過濾得濾渣1為二氧化硅，濾液中主要溶質是醋酸鈣和醋酸鎂，加入活性碳脫色，再加入氧化鎂，調節(jié)溶液中n(Ca)：n(Mg)的值，過濾，除去混合液中固體雜質，得醋酸鈣和醋酸鎂溶液，將濾液蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌及干燥得CMA，據(jù)此判斷。

(1)步驟①發(fā)生的反應是醋酸溶解白云石，反應的離子方程式為MgCO3CaCO3+4CH3COOH=Ca2++Mg2++4CH3COO-+2CO2↑+2H2O；

(2)己知lmolNaOH與二氧化硅發(fā)生反應時放出熱量為QkJ，則反應的熱化學方程式為Si02(s)+2NaOH(aq)=Na2SiO3(aq)+H2O(l)△H=-2QkJ/mol，步驟②所得濾液常呈褐色，顏色除與木醋液中含有少量的有色的焦油有關外，產生顏色的另一主要原因是實驗過程中苯酚被空氣中氧氣氧化最終產生褐色物質；

(3)根據(jù)如圖2所示鈣、鎂的物質的量之比與出水率(與融雪效果成正比)關系，可知，當n(Ca)：n(Mg)約為3：7時，出水率最高，所以步驟④的目的除調節(jié)n(Ca)：n(Mg)約為3：7，步驟④中加入氧化鎂的目的是調節(jié)鈣、鎂離子的物質的量之比，除去過量的乙酸；

(4)根據(jù)上面的分析可知，步驟⑥包含的操作有蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌及干燥；

(5)取akg含MgCO3CaCO3質量分數(shù)為b%的白云石，經(jīng)過上述流程制備CMA。已知MgCO3CaCO3的損失率為c%，則可得n[Ca(CH3COO)2]=×103mol，n[Mg(CH3COO)2]=×103×mol，步驟④之后到產品CMA的損失率為d%，則可知所得產品質量約為[+]×(1-d%)。