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試題詳情
實驗室以工業廢渣（主要含CaSO4?2H2O，還含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3）為原料制取輕質CaCO3和（NH4）2SO4晶體，其實驗流程如圖：
（1）室溫下，反應CaSO4（s）+CO2-3（aq）?CaCO3（s）+SO2-4（aq）達到平衡，則溶液中c（SO2-4）c（CO2-3）=1.6×1041.6×104[Ksp（CaSO4）=4.8×10-5，Ksp（CaCO3）=3×10-9]。
（2）將氨水和NH4HCO3溶液混合，可制得（NH4）2CO3溶液，其離子方程式為 HCO-3+NH3?H2O=NH+4+CO2-3+H2OHCO-3+NH3?H2O=NH+4+CO2-3+H2O；浸取廢渣時，向（NH4）2CO3溶液中加入適量濃氨水的目的是 增加溶液中CO2-3的濃度，促進CaSO4的轉化增加溶液中CO2-3的濃度，促進CaSO4的轉化。
（3）廢渣浸取在如圖所示的裝置中進行。控制反應溫度在60～70℃，攪拌，反應3小時。溫度過高將會導致CaSO4的轉換率下降，其原因是 溫度過高，碳酸銨分解溫度過高，碳酸銨分解；保持溫度、反應時間、反應物和溶劑的量不變，實驗中提高CaSO4轉化率的操作有 加快攪拌速率加快攪拌速率。
（4）濾渣水洗后，經多步處理得到制備輕質CaCO3所需的CaCl2溶液。設計以水洗后的濾渣為原料，制取CaCl2溶液的實驗方案：
①以下兩空為單選題：
用鹽酸溶解輕質CaCO3最適宜的操作為 AA，待 CC后過濾得濾渣2
A．在攪拌下向足量稀鹽酸中分批加入濾渣
B．在攪拌下向濾渣中分批加入足量稀鹽酸
C．觀察不到氣泡產生
D．固體全部溶解
濾渣2的主要成分為 SiO2SiO2和 過量的濾渣過量的濾渣。
②請補充后續操作：向濾液中分批加入少量的氫氧化鈣，用pH、試紙測量溶液的pH，當pH介于5-8.5時，完全除去鐵離子、鋁離子，過濾，可得到CaCl2溶液向濾液中分批加入少量的氫氧化鈣，用pH、試紙測量溶液的pH，當pH介于5-8.5時，完全除去鐵離子、鋁離子，過濾，可得到CaCl2溶液[已知pH=5時Fe（OH）3和Al（OH）3沉淀完全；pH=8.5時Al（OH）3開始溶解。實驗中必須使用的試劑：pH試紙和Ca（OH）2]。
CO
2
-
3
SO
2
-
4
c
（
S
O
2
-
4
）
c
（
C
O
2
-
3
）
HCO
-
3
NH
+
4
CO
2
-
3
HCO
-
3
NH
+
4
CO
2
-
3
CO
2
-
3
CO
2
-
3
【考點】制備實驗方案的設計．
【答案】1.6×104；+NH3?H2O=++H2O；增加溶液中的濃度，促進CaSO4的轉化；溫度過高，碳酸銨分解；加快攪拌速率；A；C；SiO2；過量的濾渣；向濾液中分批加入少量的氫氧化鈣，用pH、試紙測量溶液的pH，當pH介于5-8.5時，完全除去鐵離子、鋁離子，過濾，可得到CaCl2溶液
HCO
-
3
NH
+
4
CO
2
-
3
CO
2
-
3
【解答】
【點評】
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發布：2024/4/20 14:35:0組卷：35引用：1難度：0.4
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗
Fe3+已經除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應方程式是．
（6）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質量分數應不低于（用含a、b的表達式表示）．發布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗Fe3+已經除盡的試劑是；當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質量分數應不低于（用含a、b的表達式表示）．發布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則A的操作是．發布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5