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。以下是该转化的流程图。

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

（1） 2NH₃＋H₂O＋CO₂= (NH₄) ₂ CO₃
（2）CaCO₃ 
（3）取少量溶液，滴加稀盐酸，并将产生的气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则还含有CO₃^2—,反之则不含。
（4）54g

试题分析：（1）此题为信息方程式书写。书写信息方程式，必须先确定反应物、反应条件和生成物，然后再进行配平即成化学方程式。由图知，反应物为水、二氧化碳、氨气，生成物为碳酸铵，题中没有指出明确的反应条件，则认为是通常条件下。然后用最小公倍数法配平即为答案。
（2）向(NH₄) ₂ CO₃中加入CaSO₄发生反应为(NH₄) ₂ CO₃+ CaSO₄= CaCO₃↓+(NH₄) ₂ SO₄，所以所得固体中会含有CaCO₃。
（3） CO₃^2—的检验，只需将CO₃^2—通过加入稀酸的方法使之转化为CO₂气体，并检验CO₂即可判断其含碳酸根离子。这个“稀酸”可以是稀盐酸，也可是稀硫酸等其它强酸。所以答案为：取少量溶液，滴加稀盐酸，并将产生的气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则还含有CO₃^2—,反之则不含。
（4）查表知，60℃时K₂SO₄的溶解度为18.2g，0℃时K₂SO₄的溶解度为7.4g。根据溶解度的定义，60℃时118.2gK₂SO₄的饱和溶液降温到0℃，最多只能溶解7.4g硫酸钾固体，会析出18.2-7.4=10.8g硫酸钾晶体。根据题目，现K₂SO₄的饱和溶液为591g，则冷却后能析出晶体质量为54g。具体计算过程为：
设：可析出K₂SO₄固体质量为X
118.2:10.8=591:X
X=54g