1. (2022·北京选考)铵浸法由白云石[主要成分为CaMg(CO3)2,含Fe2O3,SiO2杂质]制备高纯度碳酸钙和氧化镁。其流程如下:
已知:
物质
|
Ca(OH)2
|
Mg(OH)2
|
CaCO3
|
MgCO3
|
Ksp
|
5.5×10-6
|
1.8×10-12
|
2.8×10-9
|
3.5×10-8
|
(1)(命题角度:方程式书写)煅烧白云石的化学方程式为 CaMg(CO3)2CaO+MgO+2CO2↑ 。
(2)根据下表数据分析:
n(NH4Cl)∶
n(CaO)
|
CaO浸出率/%
|
MgO浸出率/%
|
w(CaCO3)
理论值/%
|
w(CaCO3)
实测值/%
|
2.1∶1
|
98.4
|
1.1
|
99.7
|
-
|
2.2∶1
|
98.8
|
1.5
|
99.2
|
99.5
|
2.3∶1
|
98.9
|
1.8
|
98.8
|
99.5
|
2.4∶1
|
99.1
|
6.0
|
95.6
|
97.6
|
已知:ⅰ.MO浸出率=×100%(M代表Ca或Mg);
ⅱ.CaCO3纯度计算值为滤液A中钙、镁全部以碳酸盐形式沉淀时计算出的产品中CaCO3纯度。
①(命题角度:方程式书写)“沉钙”反应的化学方程式为 CaCl2+NH3·H2O+CO2===CaCO3↓+NH4Cl+H2O 。
②(命题角度:分离提纯)CaO浸出率远高于MgO浸出率的原因为_Ca(OH)2的溶度积大于Mg(OH)2,溶液中Ca(OH)2能与NH4Cl反应,而Mg(OH)2不能__。
③(命题角度:浸出率与投料关系)不宜选用的“n(NH4)Cl∶n(CaO)”数值为_2.4∶1__。
④(命题角度:误差原因分析)w(CaCO3)实测值大于理论值的原因为_反应加入的CaO也转化为CaCO3__。
⑤(命题角度:浸出率与H+浓度关系)蒸馏时,随馏出液体积增大,MgO浸出率可从68.7%增加至98.9%,结合化学反应原理解释MgO浸出率提高的原因为 Mg(OH)2+(NH4)2SO4MgSO4+2NH3↑+2H2O,蒸馏时,NH3逸出促进NH水解,溶液中H+浓度增大,有利于Mg(OH)2完全转化为MgSO4 。