Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室以某石灰石（含少量Fe2O3）為原料制備高純CaCO3的步驟如下：

溶解 向石灰石樣品中加入適量鹽酸，至反應(yīng)完全。

除鐵 加入氨水調(diào)節(jié)pH，然后加入適量Ca（OH）2，充分反應(yīng)后過(guò)濾。

沉淀 向?yàn)V液中補(bǔ)充氨水，通入CO2，反應(yīng)一段時(shí)間。

分離 過(guò)濾、洗滌、干燥得高純CaCO3

（1）溶解時(shí)，CaCO3與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。判斷樣品已完全反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______。

（2）除鐵時(shí)，選用Ca（OH）2而不選用NaOH，其主要原因是Ca（OH）2價(jià)格低且來(lái)源廣、__________、__________；過(guò)濾所得濾渣主要成分為___________。

（3）沉淀時(shí)，其他條件相同，反應(yīng)溫度對(duì)CaCO3產(chǎn)率的影響如圖。高于35℃時(shí)，CaCO3產(chǎn)率下降的主要原因是__________。

（已知：產(chǎn)率=×100%）

（4）分離時(shí)，若向過(guò)濾所得濾液中加入________（填化學(xué)式）并加熱，則可回收NH3。

（5）該實(shí)驗(yàn)可以循環(huán)利用的物質(zhì)有H2O和________。

（6）石灰廠煅燒石灰石生產(chǎn)CaO，若要得到28tCaO，則至少需要含CaCO390%的石灰石多少?lài)?/span>________？（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，保留一位小數(shù)）

Answer 1

【答案】 向固體中加入稀鹽酸，固體不再溶解、無(wú)氣體生成 避免引入新的雜質(zhì) 提高產(chǎn)量 Fe（OH）3 溫度升高，二氧化碳溶解能力下降；溫度升高，氨水中氨氣逸出 Ca（OH）2 CO2 55.6t（詳見(jiàn)解析)

【解析】

（1）溶解時(shí)，CaCO3與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為 CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；判斷樣品已完全反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是加入鹽酸，無(wú)氣體生成；

（2）除鐵時(shí)，選用Ca（OH）2而不選用NaOH，氫氧化鈣和氫氧化鈉相比，價(jià)格低，來(lái)源廣，由于最終要制取碳酸鈣，所以不引入新的雜質(zhì)；所以選用Ca（OH）2而不選用NaOH其主要原因是Ca（OH）2價(jià)格低且來(lái)源廣、增加產(chǎn)量、不引入新的雜質(zhì)；根據(jù)濾液最終轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，可知過(guò)濾過(guò)程中除去的是鐵元素對(duì)應(yīng)的化合物，應(yīng)該是氫氧化鐵，所以過(guò)濾所得濾渣的主要成分為氫氧化鐵；

（3）沉淀時(shí)，其他條件相同，反應(yīng)溫度對(duì)CaCO3產(chǎn)率的影響 圖。高于35℃時(shí)，CaCO3產(chǎn)率下降的主要原因是氨水濃度降低、二氧化碳溶解能力降低；

（4）分離時(shí)，所得濾液中含有氯化銨，由于銨根離子遇到可溶性堿生成氨氣，所以可以選擇加入堿，由于整個(gè)流程制備碳酸鈣，所以加入氫氧化鈣以便后期綜合回收利用，所以向過(guò)濾所得濾液中加入 Ca（OH）2并加熱，則可回收NH3；

（5）開(kāi)始二氧化碳是生成物，后來(lái)是反應(yīng)物，所以該實(shí)驗(yàn)中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有除H2O外，還有 CO2；

（6）設(shè)若要得到28tCaO，則至少需要含CaCO390%的石灰石的質(zhì)量為x，

x≈55.6t。