Question

【题目】纳米碳酸钙是一种广泛应用于塑料、食品、医药、饲料等行业的重要无机填料。以磷石膏钙渣为原料制取高品质纳米碳酸钙的工艺流程如下：

已知某磷石膏钙渣的主要成分及其含量如下表所示。

CaO	P2O5	SO3	Fe2O3	Al2O3	SiO2	烧失量
47.70%	1.60%	1.77%	0.041%	0.0027%	9.85%	37.69%

请回答下列问题：

（1）对磷石膏钙渣进行酸溶的目的是获得机制CaCl2溶液，为了提高溶出率，可以采取的措施有______。（回答两条即可）

（2）为了探究酸溶的工艺条件,称取6 份各50g磷石膏钙渣，分别用不同浓度盐酸进行溶解，反应时间为30 min,测得滤液中钙溶出率的结果如图所示，最适宜的盐酸浓度为_______。

（3）精制是向粗制CaCl2溶液中通入氨气,控制溶液的pH,主要除去________ (填金属阳离子)。

（4）碳化时，先将精制CaCl2溶液稀释至一定体积，控制反应温度以及NH3和CO2 的通入量,此过程中，通入气体有先后顺序,应先通入气体的化学式_______(填化学式);碳化时发生反应的化学方程式为______。

（5）把CaCO3浊液滴入1.0molL-1 的Na2SO3溶液中，能否产生CaSO3沉淀?_______。若不能,说明原因;若能,请从定量的角度简述判断依据：_______。[已知：Ksp(CaSO3)=1.4×10-7，Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]

（6）试设计简单的实验方案,判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级：__________。

Answer 1

【答案】 粉碎磷石膏钙渣，增大盐酸浓度，适当升高温度，延长酸溶时间等(任写两条) 4.0 molL-1（填4.0mol/L左右均可） Fe3+、Al3+ NH3 CaCl2+H2O+2NH3+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl 能 由=50 可知,当CaSO3与CaCO3 的混合液中c(SO32-)>50c(CO32-)时，即发生由CaCO3向CaSO3的转变 略

【解析】（1）磷石膏钙渣进行酸溶时，为了提高溶出率，可以采取粉碎磷石膏钙渣，增大盐酸浓度，适当升高温度，延长酸溶时间等方法；正确答案：粉碎磷石膏钙渣，增大盐酸浓度，适当升高温度，延长酸溶时间等(任写两条)。

（2）根据图像可知，盐酸的浓度控制在4.0mol·L-1时或左右，钙溶出率较高；正确答案：4.0mol·L-1(填4.0mol·L-1左右均可)

（3）磷石膏钙渣进行酸溶时，溶液中存在铁离子、铝离子等杂质离子，因此，向粗制CaCl2溶液中通入氨气，控制溶液的pH，把Fe3+、Al3+变为沉淀而除去；正确答案：Fe3+、Al3+。

（4）二氧化碳易与含有氨气的碱性CaCl2溶液反应，有利于反应的顺利进行，生成碳酸钙沉淀和氯化铵，反应为：CaCl2+H2O+2NH3+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl，因此先通入气体为NH3；正确答案：NH3 ； CaCl2+H2O+2NH3+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl。

（5）由=c(Ca2+)×c(SO32-)/c(Ca2+)×c(CO32-)=c(SO32-)/c(CO32-)=1.4×10-7/2.8×10-9=50，c(SO32-)/c(CO32-)=50, 当CaSO3与CaCO3的混合液中c(SO32-)>50c(CO32-)时，即发生由CaCO3向CaSO3的转变； 正确答案：能；由=50可知，当CaSO3与CaCO3的混合液中c(SO32-)>50c(CO32-)时，即发生由CaCO3向CaSO3的转变。

（6）碳酸钙样品颗粒为纳米级时，其水溶液为胶体，可以用丁达尔效应进行检验；具体操作：取少量样品和水混合形成分散系，用一束光照射，若出现一条光亮的通路，则是纳米级，否则不是；正确答案：取少量样品和水混合形成分散系，用一束光照射，若出现一条光亮的通路，则是纳米级，否则不是。