Question

【題目】以電石渣[主要成分Ca(OH)2，含Fe2O3、MgO和SiO2等雜質]為原料制備納米碳酸鈣的一種工藝流程如下：

（1）“浸漬”時，NH4Cl和Ca(OH)2反應的化學方程式為________________________________________。

（2）“浸漬”時，一定時間內Ca2＋浸取率隨溫度變化如圖所示。Ca2＋浸取率隨溫度升高而上升的兩個原因是_________________________________________；__________________________________________。

（3） “碳化”時，一般采用低溫工藝，對應的離子方程式為___________________________。

（4）濾液Ⅱ中，可循環(huán)利用的溶質的化學式為___________________________________。

（5）“洗滌”時，檢驗是否洗凈的方法是________________________________________________。

Answer 1

【答案】2NH4Cl＋Ca(OH)2===CaCl2＋2NH3·H2O 溫度升高，增大浸取反應速率，從而提高Ca2＋浸取率 溫度升高導致氨揮發(fā)，促進該反應平衡向右移動，從而提高Ca2＋浸取率；溫度升高，NH4Cl溶液水解程度增大，從而提高Ca2＋浸取率；溫度升高，溶液黏稠度減小，從而提高Ca2＋浸取率 Ca2＋＋ 2NH3·H2O＋CO2===CaCO3↓＋2NH4+＋H2O或Ca2＋＋2NH3＋H2O ＋CO2===CaCO3↓＋2NH4+ NH4Cl 取少許最后一次水洗濾液于試管中，加HNO3酸化后，加少量AgNO3溶液，若無白色沉淀生成則已洗凈(或若有白色沉淀生成則未洗凈)

【解析】

分析流程圖可知，飽和NH4Cl溶液與電石渣中Ca(OH)2反應：2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3·H2O，飽和NH4Cl溶液中酸性很弱，幾乎不與Fe2O3和MgO反應，SiO2不溶于水也不發(fā)生反應，過濾I除去Fe2O3、MgO和SiO2等雜質，所得濾液是CaCl2和氨水的混合溶液�！疤蓟�”發(fā)生的反應CaCl2＋2NH3·H2O＋CO2===CaCO3↓＋2NH4Cl＋H2O或CaCl2＋2NH3＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2NH4Cl。再過濾、洗滌、干燥可得到納米CaCO3產(chǎn)品。濾液II中含有較多的NH4Cl，可以循環(huán)使用。

(1)“浸漬”時發(fā)生銨鹽與堿的反應，其化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3·H2O。

(2)“浸漬”時微溶于水的Ca(OH)2轉化為易溶于水的CaCl2，反應2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3·H2O平衡移動將影響Ca2+浸出率，該反應為吸熱反應。從反應速率角度來說，溫度升高，浸取反應速率增大，單位時間內Ca2＋浸取率增大；從化學平衡角度來說，溫度升高平衡向正反應方向移動，（或溫度升高導致氨揮發(fā)，平衡向正反應方向移動）從而提高Ca2＋浸取率；可能的原因還有：溫度升高，NH4Cl溶液水解程度增大，從而提高Ca2＋浸取率；溫度升高，溶液黏稠度減小，從而提高Ca2＋浸取率。

(3)“碳化”是讓CaCl2轉化為納米碳酸鈣，溶液中的氨使溶液顯堿性，保證更多吸收CO2，低溫是為了防止氨揮發(fā)，其反應的離子方程式為Ca2＋＋2NH3·H2O＋CO2==CaCO3↓＋2NH4+＋H2O或Ca2＋＋2NH3＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2NH4+。

(4)根據(jù)“碳化”時發(fā)生的化學反應CaCl2＋2NH3·H2O＋CO2===CaCO3↓＋2NH4Cl＋H2O或CaCl2＋2NH3＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2NH4Cl可知，濾液II中主要成分是NH4Cl，為了節(jié)約資源，NH4Cl可循環(huán)利用。

(5)由濾液II的成分可知，CaCO3沉淀上沾附的溶液中含有Cl-，通過檢驗最后洗滌液中是否有Cl-即可確定是否洗凈。所以檢驗沉淀是否洗凈的方法是：取少許最后一次水洗濾液于試管中，加HNO3酸化后，加少量AgNO3溶液，若無白色沉淀生成則已洗凈(或若有白色沉淀生成則未洗凈)。