Question

【题目】以磷石膏(主要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3，流程图如下。

(1)匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c(SO42－)随时间变化见如下图。清液pH>11时CaSO4转化的离子方程式为________；能提高其转化速率的措施有________(填序号)。

A．搅拌浆料

B．加热浆料至100 ℃

C．增大氨水浓度

D．减小CO2通入速率

(2)当清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为________和__________(填化学式)；检验洗涤是否完全的方法是_____________________。

(3)在敞口容器中，用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体，随着浸取液温度上升，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涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2 溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全

(3)浸取液温度上升，溶液中c(H＋)增大，促进固体中Ca2＋浸出

【解析】(1)向磷石膏粉、氨水浆料中通入CO2，CO2与NH3·H2O 发生反应：CO2＋2NH3·H2O===2NH＋CO＋H2O，CO浓度增大，促进了CaSO4沉淀的转化：CaSO4＋CO===CaCO3＋SO，总反应的离子方程式为CaSO4＋2NH3·H2O＋CO2===CaCO3＋2NH＋SO＋H2O。

A．搅拌浆料，可增大反应物的接触面积，加快化学反应速率；B.加热浆料，由于NH3的挥发，导致NH3·H2O浓度降低，不利于CO的生成，降低了CaSO4的转化速率；C.增大氨水浓度，有利于提高CO的浓度，从而提高CaSO4的转化速率；D. 减小CO2通入速率，不利于CO的生成，从而降低CaSO4的转化速率。

(2)由图象可知，pH＝6.5时，溶液中的c(Ca2＋)已经很小，此时通入的CO2与溶液中浓度较低的氨水反应生成NH4HCO3，故溶液中物质的量浓度最大的两种阴离子为SO和HCO。过滤得到的CaCO3沉淀上会附着SO、NH、HCO等杂质离子。检验洗涤是否完全时，可取少量最后一次从过滤器中流出的洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，检验是否存在SO即可。若不产生白色沉淀，表明沉淀已洗涤完全。

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