Question

【題目】納米碳酸鈣是一種廣泛應用于塑料、食品、醫藥、飼料等行業的重要無機填料。以磷石膏鈣渣為原料制取高品質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NH3和CO2 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);碳化時發生反應的化學方程式為___________________________________________。

（5）把CaCO3濁液滴入1.0mol·L-1 的Na2SO3溶液中，能否產生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：___________________________________。[已知：Ksp(CaSO3)=1.4×10-7，Ksp(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：___________。

Answer 1

【答案】 AB 4.0 mol·L-1 Fe3+、Al3+ NH3 CaCl2+H2O+2NH3+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl 能 由=50 可知,當CaSO3與CaCO3 的混合液中c(SO32-)>50c(CO32-)時．即發生由CaCO3向CaSO3的轉變 取少量樣品和水混合形成分散系．用一束光照射,若出現一條光亮的通路，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)根據圖示，鹽酸的濃度為4.0mol/L時，濾液中鈣溶出率已經較大，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NH3和CO2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)由==50知，當CaSO3與CaCO3的混合液中c(SO32-)＞50c(CO32-)時，即發生由CaCO3向CaSO3的轉變，把CaCO3濁液滴入0.1mol/L的Na2SO3溶液中時，溶液中的c(Ca2+)與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CaSO3與CaCO3的混合液中c(SO32-)＞50c(CO32-)時，即發生由CaCO3向CaSO3的轉變；

(6)判斷所得碳酸鈣樣品顆粒是否為納米級，可以根據膠體的性質檢驗，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，若出現一條光亮的通路，則是納米級，否則不是。