【題目】納米碳酸鈣是一種廣泛應用于塑料、食品、醫(yī)藥、飼料等行業(yè)的重要無機填料。以磷石膏鈣渣為原料制取高品質(zhì)納米碳酸鈣的工藝流程如下

已知某磷石膏鈣渣的主要成分及其含量如下表所示。

CaO

P2O5

SO3

Fe2O3

Al2O3

SiO2

燒失量

47.70%

1.60%

1.77%

0.041%

0.0027%

9.85%

37.69%

請回答下列問題

1對磷石膏鈣渣進行酸溶的目的是獲得機制CaCl2溶液,為了提高溶出率,可以采取的措施有___________(填字母)。

A粉碎磷石膏鈣渣 B.增大鹽酸濃度 C.適當降低溫度 D.縮短酸溶時間

2為了探究酸溶的工藝條件,稱取6 份各50g磷石膏鈣渣,分別用不同濃度鹽酸進行溶解,反應時間為30 min,測得濾液中鈣溶出率的結果如圖所示,最適宜的鹽酸濃度為___________。

3精制是向粗制CaCl2溶液中通入氨氣,控制溶液的pH,主要除去___________(填金屬陽離子)。

4碳化時,先將精制CaCl2溶液稀釋至一定體積,控制反應溫度以及NH3CO2 的通入量,此過程中,通入氣體有先后順序,應先通入氣體的化學式___________(填化學式);碳化時發(fā)生反應的化學方程式為___________________________________________。

5CaCO3濁液滴入1.0mol·L-1 Na2SO3溶液中,能否產(chǎn)生CaSO3沉淀?___________。若不能,說明原因;若能,請從定量的角度簡述判斷依據(jù)___________________________________。[已知Ksp(CaSO3)=1.4×10-7Ksp(CaCO3)=2.8×10-9

6試設計簡單的實驗方案,判斷所得碳酸鈣樣品顆粒是否為納米級___________。

【答案】 AB 4.0 mol·L-1 Fe3+、Al3+ NH3 CaCl2+H2O+2NH3+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl =50 可知,CaSO3CaCO3 的混合液中c(SO32-)>50c(CO32-)時.即發(fā)生由CaCO3CaSO3的轉(zhuǎn)變 取少量樣品和水混合形成分散系.用一束光照射,若出現(xiàn)一條光亮的通路,則是納米級.否則不是

【解析】(1)對磷石膏鈣渣進行酸溶的目的是獲得機制CaCl2溶液,為了提高溶出率,可以采取的措施有將磷石膏鈣渣粉碎、增大鹽酸濃度、適當升高溫度、延長酸溶時間等,故選AB;

(2)根據(jù)圖示,鹽酸的濃度為4.0mol/L時,濾液中鈣溶出率已經(jīng)較大,再增大鹽酸濃度,鈣溶出率增加緩慢,成本上不劃算,故答案為:4.0mol/L;

(3)向粗制CaCl2溶液中通入氨氣,控制溶液的pH,主要是使Fe3+、Al3+形成沉淀而除去,故答案為:Fe3+、Al3+;

(4)碳化時,先將精制CaCl2溶液稀釋至一定體積,控制反應溫度以及NH3CO2的通入量,由于二氧化碳在水中的溶解度減小,而氨氣極易溶于水,因此先通入氨氣,后通入二氧化碳;碳化時氯化鈣與二氧化碳和氨氣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化銨,反應的化學方程式為CaCl2+H2O+2NH3+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl,故答案為:NH3;CaCl2+H2O+2NH3+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl;

(5)==50知,當CaSO3CaCO3的混合液中c(SO32-)50c(CO32-)時,即發(fā)生由CaCO3CaSO3的轉(zhuǎn)變,把CaCO3濁液滴入0.1mol/LNa2SO3溶液中時,溶液中的c(Ca2+)c(SO32-)之積大于Ksp(CaSO3),生成CaSO3沉淀,導致溶液中c(Ca2+)減小,使CaCO3的沉淀溶解平衡CaCO3Ca2++CO32-向著溶解的方向移動,導致CaCO3溶解,故答案為:能,由 =50知,當CaSO3CaCO3的混合液中c(SO32-)50c(CO32-)時,即發(fā)生由CaCO3CaSO3的轉(zhuǎn)變;

(6)判斷所得碳酸鈣樣品顆粒是否為納米級,可以根據(jù)膠體的性質(zhì)檢驗,方法為取少量樣品和水混合形成分散系,用一束光照射,若出現(xiàn)一條光亮的通路,則是納米級,否則不是,故答案為:取少量樣品和水混合形成分散系,用一束光照射,若出現(xiàn)一條光亮的通路,則是納米級,否則不是。

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③稱量盛有堿石灰的U型管的質(zhì)量為b g

④由分液漏斗滴入5%的硫酸,直到不再產(chǎn)生氣體時為止

⑤從導管A處緩緩鼓入一定量空氣

⑥再次稱量盛有堿石灰的U型管的質(zhì)量為c g

⑦重復步驟⑤和⑥的操作,直到U型管的質(zhì)量基本不變,稱量其質(zhì)量為d g

請回答下列問題:

(1)步驟③稱量用的主要儀器是_________________________

(2)錐形瓶中發(fā)生反應的離子方程式為_____________________________

(3)裝置中干燥管B的作用是_____________________________

(4)如果將分液漏斗中的硫酸換成相同濃度的鹽酸,測試的結果_______(填偏高、偏低或不變)

(5)步驟⑤的目的是_______________________

(6)步驟⑦的目的是_______________________

(7)該樣品中純堿的質(zhì)量分數(shù)的計算式為_______________________

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