Question

（14分）柠檬酸（C₆H₈O₇）是一种工业原料，广泛应用于食品、医药等行业。如图是两种不同方法制备一水柠檬酸晶体（C₆H₈O₇·H₂O）的工艺流程图。回答相关问题：

【资料卡片】

①柠檬酸水溶液显酸性；

②工业生产柠檬酸，原料预处理后，得到的发酵液中含有柠檬酸及其他可溶性杂质；

③一水柠檬酸在不同温度下的溶解度如下表：

温度／℃	0	10	20	30	40
溶解度／g	96	118	146	183	216

④某种专用树脂对柠檬酸的吸附率和水温的关系如图：

【钙盐法制备】

（1）气体X是____（填化学式），实验室检验该气体的化学方程式为________________；

（2）在发酵液中加入CaCO₃，同时升温至90℃，这样做的目的是____________ ；

（3）加入硫酸反应的化学方程式为____，是____（填基本反应类型）反应；

（4）操作l、2的名称是____，实验室完成此操作，所需的玻璃仪器有____（填字母序号）及玻璃棒；

（5）操作3的目的是得到一水柠檬酸晶体，操作顺序是b→____→a；

a．过滤       b．加热浓缩         c．冷却结晶         d．蒸发结晶

（6）工业生产中，可加入____（填名称）进行脱色处理；

（7）洗涤CaSO₄滤渣的目的是____；

（8）母液可以循环，其中一定含有的溶质是____；

【变温色谱分离法制备】

（9）洗脱的目的是使专用树脂再生，根据资料，洗脱操作适宜用____；

（10）对比“变温色谱分离法”“钙盐法”的劣势除了消耗资源，请列举破坏环境的两个方面：____、____。

Answer

（1）CO2 CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O （2）使反应更充分进行

（3）3H2SO4+Ca3(C6H5O7)2===3CaSO4↓+2C6H8O7 复分解 （4）过滤 a、c

（5）c （6）活性炭 （7）将CaSO4表面附着的柠檬酸充分利用，提高产率

（8）柠檬酸（C6H8O7） （9）热水

（10）专用树脂可再生使用，成本低降低了钙盐法中废水及CaSO4滤渣后期处理的费用，减少了CO2的排放

【解析】

试题分析：（1）因为发酵液中含有柠檬酸，能与碳酸钙反应生成二氧化碳，故气体X的化学式为：CO2 ，实验室检验该气体的方法就是通入澄清石灰水中，反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O （2）在发酵液中加入CaCO3，同时升温至90℃，这样做的目的是：使反应更充分进行

（3）加入硫酸反应的化学方程式为：3H2SO4+Ca3(C6H5O7)2===3CaSO4↓+2C6H8O7，由两种化合物相互交换成分生成另两种化合物的反应，属于复分解

（4）操作l、2都是将不溶性的固体与液体分离，故名称是过滤，过滤操作所需的玻璃仪器有：漏斗、烧杯、玻璃棒，故选a、c

（5）操作3的目的是得到一水柠檬酸晶体，操作顺序是加热浓缩、冷却结晶再过滤，故顺序为b→c→a

（6）活性炭具有吸附性，可以用于工业上的脱色处理

（7）洗涤CaSO4滤渣的目的是：将CaSO4表面附着的柠檬酸充分利用，提高产率

（8）母液可以循环，其中一定含有的溶质是：柠檬酸（C6H8O7）

（9）根据专用树脂对柠檬酸的吸附率和水温的关系如图，可知温度越高，专用树脂对柠檬酸的吸附率就越低，故为了使专用树脂再生，根据资料，洗脱操作适宜用热水

（10）对比“变温色谱分离法”“钙盐法”的劣势除了消耗资源，破坏环境的两个方面：专用树脂可再生使用，成本低降低了钙盐法中废水及CaSO4滤渣后期处理的费用，减少了CO2的排放

考点：酸的化学性质，复分解反应的书写，二氧化碳的化学性质，过滤操作等