Question

以白云石（化學式表示為MgCO₃·CaCO₃）為原料制備Mg(OH)₂的工藝流程如下圖所示。

（1）研磨的作用是                   。
（2）該工藝中可循環使用的物質是             、          （寫化學式）。
（3）白云石輕燒的主要產物是MgO·CaCO₃，而傳統工藝是將白云石加熱分解為MgO和CaO后提取，白云石輕燒的優點是                                               。
（4）加熱反應的離子方程式為                                                   。
（5）①加熱反應時，在323k和353k溶液中c(NH₄⁺)與反應時間的關系如下圖所示，請在下圖畫出373k的曲線。

②由圖可知，隨著溫度升高：                                              。

Answer 1

（16分）
（1）增大固體的表面積，加快反應速率，增大原料利用率（2分）
（2）NH₃、(NH₄)₂SO₄（各2分）
（3）減少能耗、減少CO₂的排放等（即節能、低碳）（2分）
（4）MgO + 2NH₄⁺ Mg²⁺ + 2NH₃↑ + H₂O（3分，寫成等號不扣分）
（5）①（3分）      ②反應的時間縮短、平衡時c(NH₄⁺)減小（合理也給分）（2分）

解析試題分析：（1）研磨的作用主要從對反應速率和原料的利用率角度分析，可以增大固體的表面積，加快反應速率，增大原料利用率；（2）圖中加熱反應時放出氨氣，而沉淀反應時加入氨水，因此可以將氨氣循環利用，圖中研磨時需要加入硫酸銨和水，而過濾時得到的溶液中含有硫酸銨，因此可以將硫酸銨循環利用；（3）依題意，輕燒時只有碳酸鎂分解，而碳酸鈣不分解，由于二者的分解反應都是吸熱反應，因此可以減少能耗、減少CO₂的排放等（即節能、低碳）；（4）加熱反應的反應物為輕燒產生的氧化鎂、研磨時加入的硫酸銨溶液，生成物是氨氣，由此推斷加熱時溶液中發生復分解反應，根據電解質拆分原則、電荷和原子守恒原理，則該反應為MgO+2NH₄⁺Mg²⁺+2NH₃↑+H₂O；（5）讀圖可知，隨著溫度的升高，反應速率加快，平衡向正反應方向移動，則達到平衡的時間縮短，平衡時銨根離子濃度減小，由此可以確定373K時曲線的起點、平衡點或拐點，從而可以畫出曲線。
考點：考查物質制備化學工藝流程，涉及研磨的作用、可以循環使用的物質、評價改進工藝的優點、關鍵步驟的離子方程式、溫度對反應速率和平衡移動的影響規律及畫出相應的圖像等。