题目内容
【题目】沉淀碳酸钙主要用于食品、医药等行业。以精选石灰石(含有少量MgCO3、FeCO3杂质)为原料制备沉淀碳酸钙的工艺流程如下:
(1)流程中可以循环利用的物质有气体Ⅰ、气体Ⅱ和__________(填化学式)。
(2)“碳化”时发生反应的离子方程式为________________,该过程中通入气体Ⅰ和气体Ⅱ的顺序是________________。
(3)工业上常用电解氯化钠和氯化钙熔融物来制备金属钠,原理如下图所示:
①电解过程中,加入氯化钙的目的是________________。
②石墨电极发生的电极反应方程式为________________。
③电解得到的Na中约含1%的Ca,除去其中少量Ca的方法为________________。
已知部分物质的熔沸点如下表:
【答案】 NH4Cl Ca2+ + CO2 + 2NH3 + H2O=CaCO3↓ + 2NH4+ 先通入气体Ⅱ(或后通气体Ⅰ) 降低电解质的熔融温度,降低能耗 2Cl--2e-=Cl2↑ 控制温度在370K~1123K间蒸馏
【解析】精选石灰石煅烧得到氧化镁、氧化亚铁、氧化钙和气体Ⅰ二氧化碳,固体加入氯化铵浸取后用双氧水氧化,确保亚铁离子转化为铁离子,再加入氧化钙调节pH,碱性条件下反应得到气体Ⅱ为氨气,并使铁离子、镁离子转化为沉淀,过滤,滤渣为氢氧化铁、氢氧化镁,过滤后的溶液以氯化钙为溶质,先通入足量的氨气,再通入适量的二氧化碳,得到氯化铵和碳酸钙,过滤得到滤液为氯化铵,沉淀为碳酸钙。
(1)该工艺中可以循环使用的物质是参加反应过程,反应后又生成的物质可以循环使用,流程图分析判断气体Ⅰ、气体Ⅱ分别为二氧化碳和氨气,可以循环使用,另外滤液NH4Cl也可以循环使用;(2)“碳化”时氯化钙溶液中通入氨气和二氧化碳生成碳酸钙和氯化铵,发生反应的离子方程式为Ca2+ + CO2 + 2NH3 + H2O=CaCO3↓ + 2NH4+,氨气溶解度大,为保证溶解更多气体,该过程中先通入气体Ⅱ,再在碱性溶液中通入气体Ⅰ;(3)①电解过程中,加入氯化钙的目的是降低电解质的熔融温度,降低能耗;②铁为活泼金属,电解氯化钠制钠时不能作为阳极,故石墨电极为阳极,发生的电极反应方程式为2Cl--2e-=Cl2↑;③电解得到的Na中约含1%的Ca,除去其中少量Ca的方法为控制温度在370K~1123K间蒸馏。