Question

以白云石（化学式表示为MgCO₃·CaCO₃）为原料制备Mg(OH)₂的工艺流程如下图所示。

（1）研磨的作用是                   。
（2）该工艺中可循环使用的物质是             、          （写化学式）。
（3）白云石轻烧的主要产物是MgO·CaCO₃，而传统工艺是将白云石加热分解为MgO和CaO后提取，白云石轻烧的优点是                                               。
（4）加热反应的离子方程式为                                                   。
（5）①加热反应时，在323k和353k溶液中c(NH₄⁺)与反应时间的关系如下图所示，请在下图画出373k的曲线。

②由图可知，随着温度升高：                                              。

Answer 1

（16分）
（1）增大固体的表面积，加快反应速率，增大原料利用率（2分）
（2）NH₃、(NH₄)₂SO₄（各2分）
（3）减少能耗、减少CO₂的排放等（即节能、低碳）（2分）
（4）MgO + 2NH₄⁺ Mg²⁺ + 2NH₃↑ + H₂O（3分，写成等号不扣分）
（5）①（3分）      ②反应的时间缩短、平衡时c(NH₄⁺)减小（合理也给分）（2分）

解析试题分析：（1）研磨的作用主要从对反应速率和原料的利用率角度分析，可以增大固体的表面积，加快反应速率，增大原料利用率；（2）图中加热反应时放出氨气，而沉淀反应时加入氨水，因此可以将氨气循环利用，图中研磨时需要加入硫酸铵和水，而过滤时得到的溶液中含有硫酸铵，因此可以将硫酸铵循环利用；（3）依题意，轻烧时只有碳酸镁分解，而碳酸钙不分解，由于二者的分解反应都是吸热反应，因此可以减少能耗、减少CO₂的排放等（即节能、低碳）；（4）加热反应的反应物为轻烧产生的氧化镁、研磨时加入的硫酸铵溶液，生成物是氨气，由此推断加热时溶液中发生复分解反应，根据电解质拆分原则、电荷和原子守恒原理，则该反应为MgO+2NH₄⁺Mg²⁺+2NH₃↑+H₂O；（5）读图可知，随着温度的升高，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，则达到平衡的时间缩短，平衡时铵根离子浓度减小，由此可以确定373K时曲线的起点、平衡点或拐点，从而可以画出曲线。
考点：考查物质制备化学工艺流程，涉及研磨的作用、可以循环使用的物质、评价改进工艺的优点、关键步骤的离子方程式、温度对反应速率和平衡移动的影响规律及画出相应的图像等。