Question

【題目】以磷石膏(主要成分CaSO4，雜質SiO2、Al2O3等)為原料可制備輕質CaCO3，流程圖如下。

(1)勻速向漿料中通入CO2，漿料清液的pH和c(SO42－)隨時間變化見如下圖。清液pH>11時CaSO4轉化的離子方程式為________；能提高其轉化速率的措施有________(填序號)。

A．攪拌漿料

B．加熱漿料至100 ℃

C．增大氨水濃度

D．減小CO2通入速率

(2)當清液pH接近6.5時，過濾并洗滌固體。濾液中物質的量濃度最大的兩種陰離子為________和__________(填化學式)；檢驗洗滌是否完全的方法是_____________________。

(3)在敞口容器中，用NH4Cl溶液浸取高溫煅燒的固體，隨著浸取液溫度上升，溶液中c(Ca2＋)增大的原因是__________________________________。

Answer 1

【答案】(1)CaSO4＋2NH3·H2O＋CO2===CaCO3＋2NH＋SO＋H2O

或CaSO4＋CO===CaCO3＋SO AC

(2)SO HCO 取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2 溶液，若不產生白色沉淀，則表明已洗滌完全

(3)浸取液溫度上升，溶液中c(H＋)增大，促進固體中Ca2＋浸出

【解析】(1)向磷石膏粉、氨水漿料中通入CO2，CO2與NH3·H2O 發生反應：CO2＋2NH3·H2O===2NH＋CO＋H2O，CO濃度增大，促進了CaSO4沉淀的轉化：CaSO4＋CO===CaCO3＋SO，總反應的離子方程式為CaSO4＋2NH3·H2O＋CO2===CaCO3＋2NH＋SO＋H2O。

A．攪拌漿料，可增大反應物的接觸面積，加快化學反應速率；B.加熱漿料，由于NH3的揮發，導致NH3·H2O濃度降低，不利于CO的生成，降低了CaSO4的轉化速率；C.增大氨水濃度，有利于提高CO的濃度，從而提高CaSO4的轉化速率；D. 減小CO2通入速率，不利于CO的生成，從而降低CaSO4的轉化速率。

(2)由圖象可知，pH＝6.5時，溶液中的c(Ca2＋)已經很小，此時通入的CO2與溶液中濃度較低的氨水反應生成NH4HCO3，故溶液中物質的量濃度最大的兩種陰離子為SO和HCO。過濾得到的CaCO3沉淀上會附著SO、NH、HCO等雜質離子。檢驗洗滌是否完全時，可取少量最后一次從過濾器中流出的洗滌液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，檢驗是否存在SO即可。若不產生白色沉淀，表明沉淀已洗滌完全。

(3)NH4Cl溶液中存在水解平衡：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，溫度升高，上述水解平衡右移，c(H＋)增大，導致部分CaCO3溶解。