Question

【題目】輕質碳酸鈣（CaCO3）是一種重要的化工產品，廣泛應用于油漆、塑料、橡膠和造紙等工業。一種以低品位石灰石（含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3）為原料生產高純度輕質碳酸鈣的循環工藝流程如圖：

回答下列問題：

（1）氣體A為：______，濾渣的主要成分是______。

（2）“沉鈣”過程中發生的化學反應方程式為______。

（3）在NH4C1尾液中加入氧化鎂并加熱，發生反應的離子方程式為______。

（4）“系列操作”包含有：______。

（5）氧化鎂可以在尾液處理中循環使用，______和_______可循環使用于石灰石制備輕質碳酸鈣的過程中。

（6）輕質碳酸鈣的工業生產還可以使用“石灰碳化法”：用高品位石灰石焙燒制得生石灰，生石灰消化制得氫氧化鈣，再通入二氧化碳制得碳酸鈣；本題工藝流程與“石灰碳化法，相比，優點是：______，______。

Answer 1

【答案】CO2 Fe（OH）3、A1（OH）3、Mn（OH）2 CaCl2+（NH4）2CO3=CaCO3↓+2NH4Cl MgO+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3↑ 加熱蒸發、煅燒 HCl NH3 能耗低 對石灰石純度要求不高

【解析】

根據流程：低品位石灰石(含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3)用鹽酸酸溶，氣體A為二氧化碳，用水吸收與氨氣反應生成碳酸銨便于下一步的沉鈣反應，向粗制的氯化鈣溶液中通入氨氣，除去Fe3+，A13+，Mn2+，過濾得到濾渣的主要成分是Fe(OH)3、A1(OH)3、Mn(OH)2，將濾液CaCl2溶液進行沉鈣反應，反應為：CaCl2+2NH3+CO2+H2O = CaCO3↓ + 2NH4Cl；得到碳酸鈣沉淀和氯化銨，過濾，洗滌，干燥得到輕質碳酸鈣，氯化銨與氧化鎂反應生成氯化鎂、氨氣、水，氣體B為氨氣，氯化鎂加熱蒸發，水解生成氫氧化鎂和HCl，加熱時HCl揮發促進水解，氣體C為氯化氫，最終生成氫氧化鎂，焙燒得MgO。

⑴低品位石灰石(含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3)，CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3分別與鹽酸發生復分解反應生成二氧化碳氣體；向粗制的氯化鈣溶液中通入氨氣，除去Fe3+，A13+，Mn2+，濾渣為它們的沉淀物。

⑵“沉鈣”過程中氯化鈣與碳酸銨發生復分解反應得到碳酸鈣沉淀和氯化銨。

⑶氯化銨為強酸弱堿鹽，水解溶液呈酸性，氯化銨中加入氧化鎂并加熱，反應生成氯化鎂、氨氣和水。

⑷氯化鎂加熱蒸發，水解生成氫氧化鎂和HCl，加熱時HCl揮發促進水解，氣體C為氯化氫，最終生成氫氧化鎂，焙燒得MgO。

⑸在尾液處理中氧化鎂與氯化銨反應生成的氨氣可以循環使用，氯化鎂加熱蒸發，水解生成氫氧化鎂和HCl，氯化氫可以循環使用。

⑹石灰碳化法，高溫分解需消耗高能量，高品位石灰石要求石灰石純度高，據此分析解答。

⑴低品位石灰石(含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3)用鹽酸酸溶，CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3分別與鹽酸發生復分解反應離子方程式為：CaCO3+2H+=H2O+CO2↑+Ca2+，MnCO3+2H+=H2O+CO2↑+Mn2+，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，A12O3+6H+=2A13++3H2O，所以氣體A為：CO2，向粗制的氯化鈣溶液中通入氨氣，除去Fe3+，A13+，Mn2+，過濾得到濾渣的主要成分是Fe(OH)3、A1(OH)3、Mn(OH)2；故答案為：CO2；Fe(OH)3、A1(OH)3、Mn(OH)2。

⑵氣體A為：CO2，用水吸收氨氣和二氧化碳生成碳酸銨，“沉鈣”過程中氯化鈣與碳酸銨發生復分解反應：CaCl2+（NH4）2CO3=CaCO3↓+2NH4Cl得到碳酸鈣沉淀和氯化銨；故答案為：CaCl2+（NH4）2CO3=CaCO3↓+2NH4Cl。

⑶氯化銨為強酸弱堿鹽，水解溶液呈酸性，水解吸熱，氯化銨中加入氧化鎂并加熱，反應MgO+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3↑；故答案為：MgO+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3↑。

⑷鎂的氯化物在溶液溶液中水解生成氫氧化鎂和HCl，氯化鎂加熱蒸發，水解生成氫氧化鎂和HCl，加熱時HCl揮發促進水解，氣體C為氯化氫，最終生成氫氧化鎂，焙燒得MgO，系列操作”包含有加熱蒸發、煅燒；故答案為：加熱蒸發、煅燒。

⑸氯化鎂加熱蒸發，水解生成氫氧化鎂和HCl，氣體C為氯化氫，溶于水為鹽酸，可用于溶解低品位石灰石，氯化銨中加入氧化鎂并加熱，反應生成氯化鎂、氨氣和水；向粗制的氯化鈣溶液中通入氨氣，除去Fe3+，A13+，Mn2+，所以HCl、NH3可循環使用于石灰石制備輕質碳酸鈣的過程中；故答案為：HCl、NH3。

⑹輕質碳酸鈣的工業生產以低品位石灰石（含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3）為原料生產高純度輕質碳酸鈣，石灰石要求石灰石純度不高，生產過程無耗能，而石灰碳化法，高溫分解需消耗高能量，高品位石灰石要求石灰石純度高，故本題工藝流程與“石灰碳化法，相比，優點是：能耗低、對石灰石純度要求不高；故答案為：能耗低、對石灰石純度要求不高。