Question

【題目】實驗室以某石灰石（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，充分反應后過濾。

沉淀 向濾液中補充氨水，通入CO2，反應一段時間。

分離 過濾、洗滌、干燥得高純CaCO3

（1）溶解時，CaCO3與鹽酸反應的化學方程式為_______。判斷樣品已完全反應的實驗現(xiàn)象是_______。

（2）除鐵時，選用Ca（OH）2而不選用NaOH，其主要原因是Ca（OH）2價格低且來源廣、__________、__________；過濾所得濾渣主要成分為___________。

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

（已知：產(chǎn)率=×100%）

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

（5）該實驗可以循環(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%的石灰石多少噸________？（寫出計算過程，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（詳見解析)

【解析】

（1）溶解時，CaCO3與鹽酸反應的化學方程式為 CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；判斷樣品已完全反應的實驗現(xiàn)象是加入鹽酸，無氣體生成；

（2）除鐵時，選用Ca（OH）2而不選用NaOH，氫氧化鈣和氫氧化鈉相比，價格低，來源廣，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價格低且來源廣、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，可知過濾過程中除去的是鐵元素對應的化合物，應該是氫氧化鐵，所以過濾所得濾渣的主要成分為氫氧化鐵；

（3）沉淀時，其他條件相同，反應溫度對CaCO3產(chǎn)率的影響 圖。高于35℃時，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，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，所以向過濾所得濾液中加入 Ca（OH）2并加熱，則可回收NH3；

（5）開始二氧化碳是生成物，后來是反應物，所以該實驗中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有除H2O外，還有 CO2；

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

x≈55.6t。