Question

【10分】(NH₄)₂SO₄是农业生产中常见化肥之一，某工厂用石膏、NH₃、H₂O、CO₂制备(NH₄)₂SO₄，首先石膏磨成粉制成CaSO₄悬浊液，然后按如下工艺流程进行生产：

(1)操作1与操作2的顺序能否调换？___________(填“能”或“否”)，理由是___________

___________________________________。

(2)常温下，CaCO₃和CaSO₄的溶解度分别为1.5×10^-3 g和2.1×10^-1 g，请解析CaSO₄向CaCO₃转化的原因____________________________________________________________________。

(3)判断操作2通入的是“适量CO₂”的简单实验方法是_____________________________。

(4)从绿色化学角度考虑，该工艺流程应增加一个操作，这个操作是_________________。

(5)豆腐是日常食品之一，它的制作过程中使用了石膏或盐卤，其中包含的化学原理是__________________________________。

Answer 1

(1)否  中性条件下CO₂的溶解度很小，不能把CaSO₄完全转化为CaCO₃

(2)从CaSO₄向CaCO₃转化中并存着两个沉淀溶解平衡：CaSO₄(s)Ca²⁺(aq)+(aq)，Ca²⁺(aq)+(aq)CaCO₃(s)

随着CO₂通入，浓度增大，平衡向CaSO₄溶解和CaCO₃沉淀生成的方向移动，即溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀

(3)取少量滤液于试管中，加入少量NaOH溶液，无浑浊出现则说明操作2通入“适量CO₂”

(4)将滤液提纯(NH₄)₂SO₄后的所有液体用于制CaSO₄悬浊液

(5)胶体中加入电解质，胶体发生聚沉

解析:

解析：本题考查工业制取(NH₄)₂SO₄的流程。涉及的知识点有溶解平衡的移动、绿色化学工艺以及胶体的聚沉等。第(1)问类似于侯氏制碱法的原理，先通NH₃再通入CO₂可以生成更多的产物，因为NH₃的溶解性比CO₂大得多。第(2)问由溶解度数据可知，CaCO₃更难溶，而反应总是向着更难溶的方向进行。第(3)问要验证CO₂是否适量，可以采用逆向思维，若CO₂过量，则应生成Ca(HCO₃)₂，若加入NaOH，则应有浑浊出现，反之无现象。(4)绿色化学是化工生产大力提倡的，尽量让废弃物能充分作用。第(5)问考查豆腐胶体聚沉的原理。