Question

8．以磷石膏（主要成分CaSO₄，杂质SiO₂、A1₂O₃等）为原料可制备轻质CaCO₃．

（1）匀速向浆料中通入CO₂，浆料清液的pH和c（SO₄^2-）随时间变化见图．清液pH＞11时CaSO₄转化的离子方程式CaSO₄+2NH₃•H₂O+CO₂=CaCO₃↓+2NH₄⁺+SO₄^2-+H₂O（或CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃↓+SO₄^2-）．

（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SO₄^2-和HCO₃^-（填化学式）；检验洗涤是否完全的方法是取少量最后一次的洗涤过滤液与试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全．
（3）磷石膏若用氢氧化钠溶液溶解，发生反应的有关离子方程式为：Al₂O₃+2OH^-+3H₂O═2[Al（OH）₄]^- SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O．

Answer 1

分析 磷石膏氨水的浆料中通入二氧化碳可生成碳酸盐或碳酸氢盐，过滤后滤液为硫酸铵、氨水，滤渣含有碳酸钙、SiO₂、Al₂O₃等，高温煅烧生成硅酸钙、偏铝酸钙等，加入氯化铵溶液充分浸取，可生成硅酸、氢氧化铝、氯化钙等，氯化钙最终可生成碳酸钙．
（1）由图象可知，经充分浸取，c（SO₄^2-）逐渐增大，pH逐渐减小，清液pH＞11时CaSO₄生成碳酸钙、铵根离子和硫酸根离子；
（2）当清液pH接近6.5时，溶液酸性相对较强，可充分转化生成SO₄^2-并有HCO₃^-生成，沉淀吸附SO₄^2-，可用盐酸酸化的氯化钡检验；
（3）磷石膏（主要成分CaSO₄，杂质SiO₂、A1₂O₃等）用氢氧化钠溶液溶解，其成分中氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水．

解答 解：磷石膏氨水的浆料中通入二氧化碳可生成碳酸盐或碳酸氢盐，过滤后滤液为硫酸铵、氨水，滤渣含有碳酸钙、SiO₂、Al₂O₃等，高温煅烧生成硅酸钙、偏铝酸钙等，加入氯化铵溶液充分浸取，可生成硅酸、氢氧化铝、氯化钙等，氯化钙最终可生成碳酸钙．
（1）由图象可知，经充分浸取，c（SO₄^2-）逐渐增大，pH逐渐减小，清液pH＞11时CaSO₄生成碳酸钙、铵根离子和硫酸根离子，反应的离子方程式为CaSO₄+2NH₃•H₂O+CO₂=CaCO₃+2NH₄⁺+SO₄^2-+H₂O或CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃+SO₄^2-，
故答案为：CaSO₄+2NH₃•H₂O+CO₂=CaCO₃+2NH₄⁺+SO₄^2-+H₂O或CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃+SO₄^2-；
（2）当清液pH接近6.5时，溶液酸性相对较强，可充分转化生成SO₄^2-并有HCO₃^-生成，沉淀吸附SO₄^2-，可用盐酸酸化的氯化钡检验，方法是取少量最后一次的洗涤过滤液与试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全，
故答案为：HCO₃^-；取少量最后一次的洗涤过滤液与试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全；
（3）磷石膏（主要成分CaSO₄，杂质SiO₂、A1₂O₃等）用氢氧化钠溶液溶解，氧化铝为两性氧化物，能和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，离子反应为：Al₂O₃+2OH^-+3H₂O═2[Al（OH）₄]^-，二氧化硅为酸性氧化物和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，离子反应为：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O，
故答案为：Al₂O₃+2OH^-+3H₂O═2[Al（OH）₄]^-；SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O．

点评 本题以实验流程的形成综合考查元素化合物知识，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，题目难度中等，注意把握提给信息以及相关物质的性质．