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【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NH3CO2 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 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:__________

【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 =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

【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(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:NH3CaCl2+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,CaSO3CaCO3的混合液中c(SO32-)>50c(CO32-)时,即发生由CaCO3CaSO3的转变正确答案:能;由=50可知,当CaSO3CaCO3的混合液中c(SO32-)>50c(CO32-)时,即发生由CaCO3CaSO3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。

练习册系列答案
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(1)将含0.02 molCO20.01molCO的混合气体通入有足量Na2O2 固体的密闭容器中,同时不断地用电火花点燃,充分反应后,固体质量增加_________g。

(2)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol-1,键能Eo-o=499.0kJ·mol-1

①反应:CO(g)+O2(g)CO2(g)+O(g)的△H=_________kJ·mol-1

②已知2500K时,①中反应的平衡常数为0.40,某时刻该反应体系中各物质浓度满足:c(CO)·c(O2)=c(CO2)·c(O),则此时v()_________(填“>” 、“<”或“=”)v(逆)

已知1500℃时,在密闭容器中发生反应:CO2(g)CO(g)+O(g)。反应过程中O(g) 物质的量浓度随时间的变化如图1 所示,则0~2 min 内,CO2 的平均反应速率 v(CO2)=_________

(3)在某密闭容器中发生反应:2CO2(g)2CO(g)+O2(g),1molCO2 在不同温度下的平衡分解量如图2 所示。

恒温恒容条件下,能表示该可逆反应达到平衡状态的有_________ (填字母)。

A.CO 的体积分数保持不变

B.容器内混合气体的密度保持不变

C.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变

D.单位时间内,消耗CO 的浓度等于生成CO2 的浓度

分析图2,若1500℃时反应达到平衡状态,且容器体积为1L,则此时反应的平衡常数 K=_________(计算结果保留1 位小数)。

向恒容密闭容器中充入2molCO2(g),发生反应:2CO2(g)2CO(g)+O2(g),测得温度为T℃时,容器内O2的物质的量浓度随时间的变化如曲线II 所示。图中曲线I 示相对于曲线II仅改变一种反应条件后c(O2)随时间的变化,则改变的条件是_________;a、 两点用CO浓度变化表示的净反应速率关系为va(CO)_________(填“>”“<”或“=”) vb( CO)。

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