Question

3．檸檬酸（C₆H₈O₇）是一種工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等行業(yè)．如圖2、3是兩種不同方法制備一水檸檬酸晶體（C₆H₈O₇•H₂O）的工藝流程圖．回答相關(guān)問題：
【資料卡片】：
①檸檬酸水溶液顯酸性，檸檬酸鈣不溶于水；
②工業(yè)生產(chǎn)檸檬酸，原料預(yù)處理后，得到的發(fā)酵液中含有檸檬酸及其他可溶性雜質(zhì)；
③一水檸檬酸在不同溫度下的溶解度如下表：

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

④某種專用樹脂對(duì)檸檬酸的吸附率和水溫的關(guān)系如圖1：
【鈣鹽法制備】（圖2）

（1）實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)氣體X時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）操作3的目的是得到一水檸檬酸晶體，操作順序是加熱濃縮→冷卻結(jié)晶→過濾．
（3）洗滌CaSO₄濾渣的目的是提高產(chǎn)量；
（4）母液可以循環(huán)，其中一定含有的溶質(zhì)是檸檬酸；
【變溫色譜分離法制備】（圖3）

（5）洗脫的目的是使專用樹脂再生，洗脫時(shí)在較高溫度下的熱水進(jìn)行，其原因是專用樹脂對(duì)檸檬酸的吸附率隨溫度升高而降低，溫度越高，越便于檸檬酸從專用樹脂中分離；
（6）對(duì)比“變溫色譜分離法”，請(qǐng)你說出“鈣鹽法”的劣勢(shì)鈣鹽法中增加了廢水及CaSO₄濾渣后期處理的費(fèi)用；增加了CO₂的排放；消耗資源，破壞環(huán)境．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碳酸鹽和酸反應(yīng)會(huì)生成二氧化碳，在實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)二氧化碳用澄清石灰水進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)檸檬酸的溶解度進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)硫酸鈣表面會(huì)粘有檸檬酸進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)既可以做反應(yīng)物，也是生成物的可以進(jìn)行循環(huán)利用進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)檸檬酸的溶解度進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)兩種反應(yīng)流程中的反應(yīng)物和發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行分析

解答 解：（1）碳酸鈣和發(fā)酵液反應(yīng)得到了檸檬酸鈣和廢液，依據(jù)質(zhì)量守恒定律，所以發(fā)酵液中含有檸檬酸，檸檬酸顯酸性，檸檬酸和碳酸鈣反應(yīng)會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w，所以氣體X是：CO₂，在實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)二氧化碳常用澄清石灰水，氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成白色的碳酸鈣沉淀和水，化學(xué)方程式為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）通過檸檬酸的溶解度表可以看出，檸檬酸的溶解度受溫度影響變化較大，所以要從檸檬酸的溶液中得到檸檬酸，需要先將檸檬酸蒸發(fā)濃縮制成高溫時(shí)的飽和溶液，然后進(jìn)行降溫處理，可以得到檸檬酸晶體和母液，再進(jìn)行過濾，可以得到檸檬酸晶體；
（3）硫酸鈣表面會(huì)粘有檸檬酸，將濾渣洗滌后，表面的檸檬酸會(huì)進(jìn)入濾液中，提高了檸檬酸的產(chǎn)量，所以洗滌CaSO₄濾渣的目的是：提高產(chǎn)量；
（4）通過分析反應(yīng)流程中的各種物質(zhì)，可知得到檸檬酸晶體的母液，中含有一定的檸檬酸，可以在重新參與反應(yīng)，所以母液可以循環(huán)，其中一定含有的溶質(zhì)是：檸檬酸；
（5）洗脫的目的是使專用樹脂再生，洗脫時(shí)在較高溫度下的熱水進(jìn)行，其原因是：專用樹脂對(duì)檸檬酸的吸附率隨溫度升高而降低，溫度越高，越便于檸檬酸從專用樹脂中分離；
（6）通過分析兩個(gè)反應(yīng)流程，變溫色譜分離法不會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物硫酸鈣，鈣鹽法會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，加劇溫室效應(yīng)，所以對(duì)比“變溫色譜分離法”，“鈣鹽法”的劣勢(shì)：鈣鹽法中增加了廢水及CaSO₄濾渣后期處理的費(fèi)用；增加了CO₂的排放；消耗資源，破壞環(huán)境．
故答案為：（1）CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（2）加熱濃縮，過濾；
（3）提高產(chǎn)量；
（4）檸檬酸；
（5）專用樹脂對(duì)檸檬酸的吸附率隨溫度升高而降低，溫度越高，越便于檸檬酸從專用樹脂中分離；
（6）鈣鹽法中增加了廢水及CaSO₄濾渣后期處理的費(fèi)用；增加了CO₂的排放；消耗資源，破壞環(huán)境．

點(diǎn)評(píng) 在解此類題時(shí)，首先分析題中的反應(yīng)流程，然后結(jié)合學(xué)過的知識(shí)、題中所給的知識(shí)以及題中的問題進(jìn)行逐一的解答．