Question

化工生产上通常将石膏（CaSO₄）转化为硫酸钾肥料和氯化钙，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义．如图是该转化的流程图．
回答下列问题：
（1）写出反应①的化学方程式

 

．
（2）过滤I操作所得固体中，出CaSO₄外还含有

 

（填化学式）等物质．
（3）过滤I操作所得滤液是溶液（NH₄）₂SO₄．检验滤液中是否还含有CO₃^2-的方法是

 

．
（4）已知不同温度下K₂SO₄的溶解度如下表：

温度（℃）	0	20	60
溶解度（g）	7.4	11.1	18.2

60℃时K₂SO₄的饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K₂SO₄固体

 

g．

Answer 1

分析：（1）根据方程式的书写方法考虑；（2）根据碳酸铵与硫酸钙反应的生成物考虑（3）根据碳酸根离子与酸反应能生成二氧化碳考虑；（4）先算出60℃时K₂SO₄的饱和溶液591g中含溶质多少，含溶剂多少，这些溶剂质量在0℃溶解溶质质量，再用60℃溶质质量减去0℃溶质质量就是析出溶质质量．

解答：解：（1）反应物是氨气、水、二氧化碳，生成物是碳酸铵，用观察法配平，所以方程式是：2NH₃+H₂O+CO₂═（NH₄）₂ CO₃；
（2）碳酸铵与硫酸钙反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵，所以过滤I操作所得固体中，除CaSO₄外还含有CaCO₃；
（3）碳酸根离子与酸反应能生成二氧化碳，所以可以用稀盐酸来验证碳酸根离子即：取少量溶液，滴加稀盐酸，若有气泡产生则还含有CO₃^2-，反之则不含有CO₃²；
（4）设60℃时K₂SO₄的饱和溶液591g中含溶质质量为X则：

X

591g

=

18.2g

100g+18.2g

解得X=91g，含有水：591g-91g=500g，设0℃500g水中最多溶解溶质质量为Y则：

Y

500g

=

7.4g

100g

解得Y=37g，所以60℃时K₂SO₄的饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K₂SO₄固体质量为：91g-37g=54g．
故答案为：（1）2NH₃+H₂O+CO₂═（NH₄）₂ CO₃；（2）CaCO₃；（3）取少量溶液，滴加稀盐酸，若有气泡产生则还含有CO₃^2-，反之则不含；（4）54g．

点评：解答本题的难点是最后一个空，需要知道关于饱和溶液中计算的公式：

溶质

溶剂

=

溶解度

100g

、

溶质

溶液

=

溶解度

100g+溶解度

．