题目内容
【题目】如图1是以石灰石为原料制备高纯超细碳酸钙的工艺流程图:
(1)流程中操作A的名称_____。实验室里该操作用到的玻璃仪器有烧杯、_____和_____。
(2)主要反应原理:
①“煅烧”步骤:主要反应的化学方程式为_____,反应基本类型为_____反应。
②“浸出”步骤:CaO+2NH4Cl=CaCl2+H2O+2NH3↑。
③“碳化”步骤:CO2+2NH3+H2O+CaCl2=CaCO3↓+2 NH4Cl。
(3)煅烧石灰石得到的固体中,除含CaO外,还含有少量MgO、FeO等杂质,在“浸出”过程为保证铁、镁等杂质不被浸出,需要适当提高溶液的pH.根据反应②计算出的钙铵比(参加反应的氧化钙和氯化铵的质量比)为_____,而实际流程中最佳钙铵比要稍高于这一比值,原因是_____。
(4)用上述流程可循环使用的物质除了H2O、CO2和NH3之外,还有_____。
(5)实验室在如图2装置中模拟上述流程制备高纯超细碳酸钙:
①搅拌的作用是_____。
②制备CaCl2溶液时需要对装置加热,主要作用是_____。
A 加快反应速率 B 促进氨气逸出
③已知在常温和一个标准大气压下,CO2和NH3在100g水中分别能溶解0.169g和52.9g。制备CaCO3时应先通入氨气后通入二氧化碳,理由是_____。
④浸取一步中NH4Cl溶液的溶质质量分数直接影响着生成CaCl2溶液溶质质量分数。已知0﹣100℃时NH4Cl的溶解度如下表:
温度(℃) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶解(g) | 29.4 | 37.2 | 45.8 | 55.2 | 65.6 | 77.3 |
如果用200g 80℃时NH4Cl的饱和溶液与纯氧化钙恰好完全反应,计算充分反应后得到CaCl2的质量_____。(写出计算过程,保留一位小数。)
【答案】过滤 漏斗 玻璃棒 CaCO3CaO+CO2↑ 分解 56:107 控制为碱性环境 NH4Cl 加速反应 AB 增加二氧化碳的溶解和反应能力 82.2g
【解析】
(1)流程中操作A实现了固体和液体分离,为过滤。实验室里该操作用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒;
(2)①“煅烧”步骤:是碳酸钙在高温下分解为氧化钙和二氧化碳,对应的化学方程式为 CaCO3CaO+CO2↑,该反应是由一种生成两种物质,属于分解反应;
(3)煅烧石灰石得到的固体中,除含CaO外,还含有少量MgO、FeO等杂质,在“浸出”过程为保证铁、镁等杂质不被浸出,MgO、FeO能与酸性物质反应,需要适当提高溶液的pH,根据反应②计算出的钙铵比(参加反应的氧化钙和氯化铵的质量比) 即钙铵比为 56:107,实际流程中最佳钙铵比要稍高于这一比值,原因是控制为碱性环境;
(4)NH4Cl在“浸出”步骤中是反应的反应物,在“碳化”步骤中是反应的生成物。在用上述流程可循环使用的物质除了H2O、CO2和NH3之外,还有 NH4Cl;
(5)①搅拌的作用是加速反应;
②制备CaCl2溶液时需要对装置加热,目的加快反应速率和促进氨气逸出。故选AB;
③一个标准大气压下,CO2和NH3在100g水中分别能溶解0.169g和52.9g。制备CaCO3时应先通入氨气后通入二氧化碳,理由是增加二氧化碳的溶解和反应能力;
④如果用200g 80℃时NH4Cl的饱和溶液中氯化铵的质量= ;
设:充分反应后得到CaCl2的质量为x。
x=82.2g。