Question

【題目】納米碳酸鈣是一種廣泛應(yīng)用于塑料、食品、醫(yī)藥、飼料等行業(yè)的重要無機(jī)填料。以磷石膏鈣渣為原料制取高品質(zhì)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(qǐng)回答下列問題：

（1）對(duì)磷石膏鈣渣進(jìn)行酸溶的目的是獲得機(jī)制CaCl2溶液，為了提高溶出率，可以采取的措施有______。（回答兩條即可）

（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(jìn)行溶解，反應(yīng)時(shí)間為30 min,測(cè)得濾液中鈣溶出率的結(jié)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(shí)，先將精制CaCl2溶液稀釋至一定體積，控制反應(yīng)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(yīng)先通入氣體的化學(xué)式_______(填化學(xué)式);碳化時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

（5）把CaCO3濁液滴入1.0molL-1 的Na2SO3溶液中，能否產(chǎn)生CaSO3沉淀?_______。若不能,說明原因;若能,請(qǐng)從定量的角度簡(jiǎn)述判斷依據(jù)：_______。[已知：Ksp(CaSO3)=1.4×10-7，Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]

（6）試設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案,判斷所得碳酸鈣樣品顆粒是否為納米級(jí)：__________。

Answer 1

【答案】 粉碎磷石膏鈣渣，增大鹽酸濃度，適當(dāng)升高溫度，延長酸溶時(shí)間等(任寫兩條) 4.0 molL-1（填4.0mol/L左右均可） Fe3+、Al3+ NH3 CaCl2+H2O+2NH3+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl 能 由=50 可知,當(dāng)CaSO3與CaCO3 的混合液中c(SO32-)>50c(CO32-)時(shí)，即發(fā)生由CaCO3向CaSO3的轉(zhuǎn)變 略

【解析】（1）磷石膏鈣渣進(jìn)行酸溶時(shí)，為了提高溶出率，可以采取粉碎磷石膏鈣渣，增大鹽酸濃度，適當(dāng)升高溫度，延長酸溶時(shí)間等方法；正確答案：粉碎磷石膏鈣渣，增大鹽酸濃度，適當(dāng)升高溫度，延長酸溶時(shí)間等(任寫兩條)。

（2）根據(jù)圖像可知，鹽酸的濃度控制在4.0mol·L-1時(shí)或左右，鈣溶出率較高；正確答案：4.0mol·L-1(填4.0mol·L-1左右均可)

（3）磷石膏鈣渣進(jìn)行酸溶時(shí)，溶液中存在鐵離子、鋁離子等雜質(zhì)離子，因此，向粗制CaCl2溶液中通入氨氣，控制溶液的pH，把Fe3+、Al3+變?yōu)槌恋矶�除去；正確答案：Fe3+、Al3+。

（4）二氧化碳易與含有氨氣的堿性CaCl2溶液反應(yīng)，有利于反應(yīng)的順利進(jìn)行，生成碳酸鈣沉淀和氯化銨，反應(yīng)為：CaCl2+H2O+2NH3+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl，因此先通入氣體為NH3；正確答案：NH3 ； CaCl2+H2O+2NH3+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl。

（5）由=c(Ca2+)×c(SO32-)/c(Ca2+)×c(CO32-)=c(SO32-)/c(CO32-)=1.4×10-7/2.8×10-9=50，c(SO32-)/c(CO32-)=50, 當(dāng)CaSO3與CaCO3的混合液中c(SO32-)>50c(CO32-)時(shí)，即發(fā)生由CaCO3向CaSO3的轉(zhuǎn)變； 正確答案：能；由=50可知，當(dāng)CaSO3與CaCO3的混合液中c(SO32-)>50c(CO32-)時(shí)，即發(fā)生由CaCO3向CaSO3的轉(zhuǎn)變。

（6）碳酸鈣樣品顆粒為納米級(jí)時(shí)，其水溶液為膠體，可以用丁達(dá)爾效應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)；具體操作：取少量樣品和水混合形成分散系，用一束光照射，若出現(xiàn)一條光亮的通路，則是納米級(jí)，否則不是；正確答案：取少量樣品和水混合形成分散系，用一束光照射，若出現(xiàn)一條光亮的通路，則是納米級(jí)，否則不是。