Question

16．以天然石膏（主要成分CaSO₄，杂质MgSO₄等）为原料可制备硫酸铵和氯化钙．

（1）写出“转化”中的化学方程式2NH₄HCO₃+CaSO₄=（NH₄）₂SO₄+CaCO₃↓+H₂O+CO₂↑，2NH₄HCO₃+MgSO₄=（NH₄）₂SO₄+MgCO₃↓+H₂O+CO₂↑，控制反应温度低于45℃的原因是防止碳酸氢铵分解不能沉淀钙离子和镁离子．
（2）流程中“过滤”后须洗涤固体，检验洗涤是否完全的方法是取最后一次洗涤液，加入氯化钡溶液，若无沉淀生成，证明洗涤洗涤干净，若有沉淀生成说明未洗涤干净，流程中“滤渣”的主要是Mg（OH）₂．（填化学式）
（3）用盐酸酸化的目的是除去过量氢氧化钙，避免引入制得的氯化钙中含有杂质．

Answer 1

分析 天然石膏（主要成分CaSO₄，杂质MgSO₄等）为原料可制备硫酸铵和氯化钙，天然石膏（主要成分CaSO₄，杂质MgSO₄等）加入碳酸氢铵和硫酸钙反应生成硫酸铵、碳酸钙、二氧化碳和水，过滤得到硫酸铵，控制反应温度低于45℃的原因是防止生成的碳酸镁分解，滤渣为碳酸钙和碳酸镁，其中加入盐酸溶解得到氯化钙和氯化镁溶液，加入氢氧化钙沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，过滤得到滤液加入盐酸酸化得到氯化钙溶液，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到固体氯化钙，
（1）“转化”中的反应是碳酸氢铵和硫酸镁、硫酸钙发生反应生成二氧化碳、水和碳酸钙、碳酸镁沉淀；
（2）过滤后的固体洗涤需要检验洗涤液中是否含有硫酸根离子检验；
（3）上述分析可知，盐酸酸化的目的是除去过量氢氧化钙，避免引入制得的氯化钙中含有杂质．

解答 解：天然石膏（主要成分CaSO₄，杂质MgSO₄等）为原料可制备硫酸铵和氯化钙，天然石膏（主要成分CaSO₄，杂质MgSO₄等）加入碳酸氢铵和硫酸钙反应生成硫酸铵、碳酸钙、二氧化碳和水，过滤得到硫酸铵，控制反应温度低于45℃的原因是防止生成的碳酸镁分解，滤渣为碳酸钙和碳酸镁，其中加入盐酸溶解得到氯化钙和氯化镁溶液，加入氢氧化钙沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，过滤得到滤液加入盐酸酸化得到氯化钙溶液，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到固体氯化钙，
（1）“转化”中的反应是碳酸氢铵和硫酸镁、硫酸钙发生反应生成二氧化碳、水和碳酸钙、碳酸镁沉淀，反应的化学方程式为：2NH₄HCO₃+CaSO₄=（NH₄）₂SO₄+CaCO₃↓+H₂O+CO₂↑，2NH₄HCO₃+MgSO₄=（NH₄）₂SO₄+MgCO₃↓+H₂O+CO₂↑，控制反应温度低于45℃的原因是防止碳酸氢铵分解，不能提供碳酸氢根离子沉淀改离子和镁离子，
故答案为：2NH₄HCO₃+CaSO₄=（NH₄）₂SO₄+CaCO₃↓+H₂O+CO₂↑，2NH₄HCO₃+MgSO₄=（NH₄）₂SO₄+MgCO₃↓+H₂O+CO₂↑，防止碳酸氢铵分解不能沉淀钙离子和镁离子；
（2）过滤后的固体洗涤需要检验洗涤液中是否含有硫酸根离子检验，实验设计为：取最后一次洗涤液，加入氯化钡溶液，若无沉淀生成，证明洗涤洗涤干净，若有沉淀生成说明未洗涤干净，流程中“滤渣”的主要是氢氧化镁，化学式为：Mg（OH）₂，
故答案为：取最后一次洗涤液，加入氯化钡溶液，若无沉淀生成，证明洗涤洗涤干净，若有沉淀生成说明未洗涤干净，Mg（OH）₂；
（3）盐酸酸化的目的是除去过量氢氧化钙，避免引入制得的氯化钙中含有杂质，
故答案为：除去过量氢氧化钙，避免引入制得的氯化钙中含有杂质．

点评 本题考查了物质分离和提纯的方法分析判断，主要是离子性质和物质性质的理解应用，掌握实验基本操作和物质性质是解题关键，题目难度中等．