Question

5．以磷石膏（主要成分CaSO₄，杂质SiO₂、Al₂O₃等）为原料可制备轻质CaCO₃．

（1）匀速向浆料中通入CO₂，浆料清液的pH和c（SO₄^2-）随时间变化见图．清液pH＞11时CaSO₄转化的离子方程式为CaSO₄+2NH₃•H₂O+CO₂=CaCO₃+2NH₄⁺+SO₄^2-+H₂O或CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃+SO₄^2-；能提高其转化速率的措施有AC（填序号）
 
A．搅拌浆料    B．加热浆料至100℃C．增大氨水浓度  D．减小CO₂通入速率
（2）当清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体．滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为SO₄^2-和HCO₃^-（填化学式）；检验洗涤是否完全的方法是取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全．
（3）在敞口容器中，用NH₄Cl溶液浸取高温煅烧的固体，随着浸取液温度上升，溶液中c（Ca²⁺）增大的原因是浸取液温度上升，溶液中氢离子浓度增大，促进固体中钙离子浸出．

Answer 1

分析 磷石膏氨水的浆料中通入二氧化碳可生成碳酸盐或碳酸氢盐，过滤后滤液为硫酸铵、氨水，滤渣含有碳酸钙、SiO₂、Al₂O₃等，高温煅烧生成硅酸钙、偏铝酸钙等，加入氯化铵溶液充分浸取，可生成硅酸、氢氧化铝、氯化钙等，氯化钙最终可生成碳酸钙，
（1）由图象可知，经充分浸取，c（SO₄^2-）逐渐增大，pH逐渐减小，清液pH＞11时CaSO₄生成碳酸钙、铵根离子和硫酸根离子；为提高其转化速率，可进行搅拌并增大氨水浓度，增大c（CO₃^2-）；
（2）当清液pH接近6.5时，溶液酸性相对较强，可充分转化生成SO₄^2-并有HCO₃^-生成，沉淀吸附SO₄^2-，可用盐酸酸化的氯化钡检验；
（3）随着浸取液温度上升，氯化铵水解程度增大，溶液酸性增强．

解答 解：磷石膏氨水的浆料中通入二氧化碳可生成碳酸盐或碳酸氢盐，过滤后滤液为硫酸铵、氨水，滤渣含有碳酸钙、SiO₂、Al₂O₃等，高温煅烧生成硅酸钙、偏铝酸钙等，加入氯化铵溶液充分浸取，可生成硅酸、氢氧化铝、氯化钙等，氯化钙最终可生成碳酸钙，
（1）由图象可知，经充分浸取，c（SO₄^2-）逐渐增大，pH逐渐减小，清液pH＞11时CaSO₄生成碳酸钙、铵根离子和硫酸根离子，反应的离子方程式为CaSO₄+2NH₃•H₂O+CO₂=CaCO₃+2NH₄⁺+SO₄^2-+H₂O或CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃+SO₄^2-，为提高其转化速率，可进行搅拌并增大氨水浓度，增大c（CO₃^2-），而升高温度，氨气挥发，不能增大转化率，
故答案为：CaSO₄+2NH₃•H₂O+CO₂=CaCO₃+2NH₄⁺+SO₄^2-+H₂O或CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃+SO₄^2-；AC；
（2）当清液pH接近6.5时，溶液酸性相对较强，可充分转化生成SO₄^2-并有HCO₃^-生成，沉淀吸附SO₄^2-，可用盐酸酸化的氯化钡检验，方法是取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全，
故答案为：SO₄^2-；HCO₃^-；取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全；
（3）随着浸取液温度上升，氯化铵水解程度增大，溶液酸性增强，则钙离子浓度增大，
故答案为：浸取液温度上升，溶液中氢离子浓度增大，促进固体中钙离子浸出．

点评 本题为2015年江苏考题第16题，以实验流程的形成综合考查元素化合物知识，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，难度中等，注意把握提给信息以及相关物质的性质．