题目内容

【题目】碳酸钙是一种重要化工原料,广泛用于建筑、造纸、食品和医药等工业。

Ⅰ 高纯碳酸钙的制备

一种以电石渣[主要成分为Ca(OH)2,还含有少量MgO等杂质]为原料制备高纯CaCO3的流程如下:

(1)“浸取”的主要目的是将Ca(OH)2转变成CaCl2,同时还产生有氨味的气体)。“浸取”时反应的化学方程式为_____。

(2)“过滤2”得到的滤液中一定含有的物质是_____(填化学式)。

Ⅱ 碳酸钙的应用

(3)大理石主要成分为CaCO3,另外还含有少量的含硫化合物。实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO2气体。下列装置可用于CO2气体的提纯和干燥。

①装置中的酸性高锰酸钾用于除去CO2气体中的含硫化合物,饱和NaHCO3溶液是用于除去CO2气体中的______,CaCl2固体用于干燥CO2。

②实验室常用______检验CO2气体,实验现象为_____。

(4)工业上用石灰石浆吸收废气中的二氧化硫并制取石膏(主要成分为硫酸钙)的流程如下图。

已知反应吸收塔里的反应为:2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2。

①流程中石灰石加水制成石灰浆的目的是_____。

②反应前后硫元素的化合价______(填“升高”或“降低”),氧元素的化合价______(填“升高”或“降低”),该反应属于氧化还原反应。

③减少二氧化硫的排放,主要为了______(填序号)。

A 减缓温室效应 B 减少酸雨形成 C 防止破坏臭氧层

④按上述方法处理2000吨废气中的二氧化硫,至少需要含5吨碳酸钙的石灰石浆。废气中二氧化硫的质量分数为______。(写出计算过程)

【答案】2NH4Cl+Ca(OH)2═CaCl2+2NH3↑+2H2O NH4Cl(写Ca(HCO3)2也给分) 除去CO2气体中的HCl气体 澄清石灰水(或氢氧化钙溶液) 澄清石灰水变浑浊 增加二氧化硫与碳酸钙的接触面积,使二氧化硫被充分吸收(答到1点就给分) 升高 降低 B 0.16%

【解析】

Ⅰ高纯碳酸钙的制备

流程电石渣(主要成分为Ca(OH)2,还含有少量MgO等杂质)与氯化铵溶液混合会生成氯化钙、水和氨气;把杂质过滤掉,得到氯化钙溶液,再加入氨水和通入二氧化碳使得钙离子以碳酸钙形式沉淀下来,过滤经过洗涤、干燥等步骤即得到高纯度的碳酸钙。

(1)“浸取”的主要目的是将Ca(OH)2转变成CaCl2,同时还产生有氨味的气体)。“浸取”时反应的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2═CaCl2+2NH3↑+2H2O;故填:2NH4Cl+Ca(OH)2═CaCl2+2NH3↑+2H2O

(2)“过滤2”得到的滤液中一定含有的物质是NH4Cl,Ca(HCO3)2;故填:NH4Cl

Ⅱ 碳酸钙的应用

(3)①装置中的酸性高锰酸钾用于除去CO2气体中的含硫化合物,饱和NaHCO3溶液是用于除去CO2气体中HCl气体,CaCl2固体用于干燥CO2。

②实验室常用澄清石灰水(或氢氧化钙溶液)检验CO2气体,实验现象为石灰水变浑浊,则证明有二氧化碳;故填:除去CO2气体中的HCl气体; 澄清石灰水(或氢氧化钙溶液);澄清石灰水变浑浊

(4)流程水和石灰石粉末搅拌之后可得石灰石浆,将将二氧化硫通入后和空气通入后,反应吸收塔中发生反应:2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2;经过后续步骤得到石膏。

①流程中石灰石加水制成石灰浆的目的:是增加二氧化硫与碳酸钙的接触面积,使二氧化硫被充分吸收。

②反应前后硫元素的化合价有SO2的+4价升高到CaSO4中的+6价,氧元素的化合价由氧气中的0价降低到CaSO4中的-2价,该反应属于氧化还原反应。故填:升高;降低

③二氧化硫在空气中容易形成酸雨,故减少二氧化硫的排放,主要为了减少酸雨的形成,故B符合题意。故选B

④解:设废气中含有的二氧化硫的质量为X。

X=3.2t

废气中二氧化硫的质量分数为: ;

答:废气中二氧化硫的质量分数为0.16%。故填:0.16%

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