Question

【题目】实验室以某石灰石（含少量Fe2O3）为原料制备高纯CaCO3的步骤如下。

溶解：向石灰石样品中加入适量盐酸，至反应完全。

除铁：加入氨水调节pH，然后加入适量Ca（OH）2，充分反应后过滤。

沉淀：向滤液中补充氨水，通入CO2，反应一段时间。

分离：过滤、洗涤、干燥得高纯CaCO3。

（1）溶解时，CaCO3、Fe2O3分别与盐酸反应的化学方程式为_____、_____。判断样品已完全反应的实验现象是_____。

（2）除铁时，选用Ca（OH）2而不选用NaOH，其主要原因是Ca（OH）2价格低且来源广、_____、_____；过滤所得滤渣的主要成分为_____。

（3）沉淀时，其他条件相同，反应温度对CaCO3产率的影响如图。高于35℃时，CaCO3产率下降的主要原因是_____、_____。（已知：×100%）

（4）分离时，若向过滤所得滤液中加入_____ （填化学式）并加热，则可回收NH3。

（5）该实验中可以循环利用的物质有H2O和_____。

（6）石灰厂煅烧石灰石生产CaO，若要得到28t CaO，则至少需要含CaCO3 90%的石灰石____吨。（写出计算过程，保留一位小数。）

Answer 1

【答案】CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O 加入盐酸，无气体生成 碱性弱 不引入新的杂质 氢氧化铁 氨水浓度降低 二氧化碳溶解能力降低 Ca（OH）2 CO2 55.6

【解析】

（1）溶解时，CaCO3、Fe2O3分别与盐酸反应的化学方程式为： CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑、Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；判断样品已完全反应的实验现象是：加入盐酸，无气体生成。

（2）除铁时，选用Ca(OH)2而不选用NaOH，氢氧化钙和氢氧化钠相比，价格低，来源广，且碱性弱，另外由于最终要制取碳酸钙，如果用NaOH会带进钠离子，而Ca(OH)2不引入新的杂质，所以选Ca(OH)2而不选用NaOH其主要原因是：Ca(OH)2价格低且来源广、碱性弱、不引入新的杂质；根据滤液最终转化为碳酸钙，可知过滤过程中除去的是铁元素对应的化合物，第一步反应生成氯化铁，这一步又加入Ca(OH)2，反应中应该生成氢氧化铁，且其难溶于水，所以过滤所得滤渣的主要成分为：氢氧化铁。

（3）沉淀时，其他条件相同，反应温度对CaCO3产率的影响图中高于35℃时，CaCO3产率下降，因为气体的溶解度随温度升高而下降，所以主要原因是：氨水浓度降低、二氧化碳溶解能力降低。

（4）分离时，所得滤液中含有氯化铵，由于铵根离子遇到可溶性碱生成氨气，可以选择加入碱，由于整个流程制备碳酸钙，加入氢氧化钙便于后期综合回收利用，所以向过滤所得滤液中加入Ca(OH)2并加热，则可回收NH3。

（5）开始二氧化碳是生成物，后来是反应物，所以该实验中可以循环利用的物质有除H2O外，还有：CO2。

（6）解：设若要得到28t CaO，则至少需要含CaCO3 90%的石灰石的质量为x

X=55.6t

答：至少需要含CaCO3 90%的石灰石的质量为55.6 t。