Question

【題目】以白云石（主要成分為CaCO3和MgCO3）為原料制備氧化鎂和輕質(zhì)碳酸鈣的一種工藝流程如下：

已知：Ksp[Mg(OH)2] = 5×1012

（1）白云石高溫煅燒所得固體產(chǎn)物的主要成分為_______（填化學(xué)式）。

（2）NH4NO3溶液呈酸性的原因為_______（用離子方程式表示）。

（3）“浸取”后，c(Mg2+)應(yīng)小于5×106 mol·L1，則需控制溶液pH ______。

（4）“碳化”反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

（5）煅燒所得固體的活性與其中CaO含量及固體疏松程度有關(guān)。其他條件相同時，將不同溫度下的煅燒所得固體樣品加入酸化的酚酞溶液中，引起溶液變色所需時間不同，由此可知煅燒所得固體的活性差異。溶液變色的時間與各樣品煅燒溫度的關(guān)系如圖所示。當(dāng)溫度高于950 ℃時，煅燒所得固體易板結(jié)，活性降低；當(dāng)溫度低于950 ℃時，活性降低的原因為_______。將不同溫度下的煅燒所得固體樣品加入水中，也可測量其活性，則此時需測量的數(shù)據(jù)為相同時間后_______與樣品煅燒溫度之間的關(guān)系。

Answer 1

【答案】CaO、MgO NH+ H2ONH3·H2O+H+ ＞11 Ca(NO3)2+ CO2 + 2NH3 = CaCO3↓+ 2NH4NO3 煅燒溫度較低，CaCO3未完全分解，CaO的含量偏低 溫度

【解析】

白云石(主要成分為CaCO3和MgCO3)高溫煅燒得到CaO和MgO，由于銨根水解顯酸性，所以之后加入硝酸銨調(diào)節(jié)pH浸取，使CaO溶解，浸取后溶液中的溶質(zhì)主要為硝酸鈣和一水合氨，過濾掉不溶的MgO，之后向溶液中依次通入過量氨氣、二氧化碳，得到碳酸鈣。

(1)高溫煅燒白云石得到CaO和MgO；

(2)硝酸銨溶液中由于存在銨根的水解所以顯堿性，水解方程式為NH+ H2ONH3·H2O+H+；

(3)Ksp[Mg(OH)2] =c2(OHˉ)·c(Mg2+)，當(dāng)c(Mg2+)=5×106 mol·L1時，c(OHˉ)=mol/L=1×10-3mol/L，此時pH=11，若c(Mg2+)小于5×106 mol·L1，則需要pH>11；

(4)硝酸銨浸取后溶液中的溶質(zhì)主要為硝酸鈣和一水合氨，通入氨氣、二氧化碳，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，化學(xué)方程式為Ca(NO3)2+ CO2 + 2NH3 = CaCO3↓+ 2NH4NO3；

(5)煅燒溫度較低，CaCO3未完全分解，CaO的含量偏低，所以活性降低；氧化鈣和水反應(yīng)放熱，氧化鈣含量越高與樣品與水反應(yīng)放出的熱量越多，所以也可將不同溫度下的煅燒所得固體樣品加入水中，測量的相同時間后反應(yīng)液的溫度與樣品煅燒溫度之間的關(guān)系，來判斷樣品的活性。