Question

【題目】(2015·上海）白云石的主要成份是CaCO3·MgCO3 ， 在我國有大量的分布。以白云石為原料生產的鈣鎂系列產品有廣泛的用途。白云石經煅燒、水化后得到鈣鎂的氫氧化物，再經過碳化實現Ca2+、Mg2+的分離。碳化反應是放熱反應，化學方程式如下：Ca(OH)2 + Mg(OH)2 + 3CO2 CaCO3 + Mg(HCO3)2 + H2O。
完成下列填空。
（1）Ca(OH)2的堿性比Mg(OH)2的堿性 （選填“強”或“弱”）， Ca(OH)2的溶解度比Mg(OH)2的溶解度 （選填“大”或“小”）
（2）碳化溫度保持在50~60℃。溫度偏高不利于碳化反應，原因是 、 。溫度偏低也不利于碳化反應，原因是 。
（3）已知某次碳化時溶液中鈣離子濃度隨時間的變化如右圖所示，在10 min到13 min之內鈣離子的反 應速率為 。15 min之后鈣離子濃度增大，原因是 （用化學方程式表示）。

（4）Mg原子核外電子排布式為 ；Ca原子最外層電子的能量 Mg原子最外層電子的能量。（選填“低于”、“高于”或“等于”）

Answer 1

【答案】
（1） 強；；大。
（2）該反應是放熱反應；溫度偏高使CO2的溶解度減小；溫度偏低會降低反應速率。
（3）0.009mol/(L·min)；CaCO3+CO2+ H2O= Ca(HCO3)2
（4）1s22s22p63s2；高于
【解析】1，元素的金屬性越強，其最高價氧化物對應的水化物的堿性就越強。由于金屬性Ca>Mg，所以堿性Ca(OH)2>Mg(OH)2 . Ca(OH)2微溶于水，而Mg(OH)2難溶于水，所以溶解度:Ca(OH)2>Mg(OH)2
2, .發生的碳化反應化學方程式如下:Ca(OH)2+Mg(OH)2+3CO3= CaCO3+Mg(HCO3)2+H2O該反應是放熱反應，溫度偏高，使CO2的溶解度減小，升高溫度，平衡向吸熱的逆反應方向移動，不利于平衡的正向移動;二是Mg(HCO3)2溫度高，會發生分解反應，也不利于碳化。若溫度偏低，反應速率慢，反應產生物質的效率低，因此對反應的進行了不利。
3 .根據圖示在10 min到13 min之內鈣離子的反應速率為v(Ca2+)=(0.145-0.118)mol/L ÷3min= 0.009 mol/(L·min) 。15 min之后鈣離子濃度大，原因是產生的CaCO3與水及溶解的CO2發生反應：CaCO3+CO2+ H2O= Ca(HCO3)2 ， 產生了溶于溶解的Ca(HCO3)2。
4 .Mg是12號元素，原子核外電子排布式為1s22s22p63s2；Ca與Mg是同一主族的元素，原子最外層電子數相同，但是由于Ca的原子半徑比Mg大， 最外層電子離原子核較遠，克服核對其吸引力強，容易失去，變為Ca2+。所以Ca原子最外層電子的能量高于Mg原子最外層電子的能量。