Question

工业上向氨化的CaSO₄悬浊液中通入适量CO₂，可制取（NH₄）₂SO₄，其流程如图所示，已知CaSO₄的K_sp=9.1×10^-6，CaCO₃的K_sp=2.8×10^-9，请回答：

（1）向甲中通入过量CO₂

 

（填“有”或“不”）利于CaCO₃和（NH₄）₂SO₄的生成，原因是

 

．
（2）直接蒸干滤液得到的（NH₄）₂SO₄主要含有的杂质是

 

（填含量最多的一种）．
（3）锅炉水垢中含有的CaSO₄，可先用Na₂CO₃溶液浸泡，使之转化为疏松，易溶于酸的CaCO₃，而后用酸除去．
①CaSO₄转化为CaCO₃的离子方程式为

 

．
②请分析CaSO₄转化为CaCO₃的原理：

 

．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）CO₂与CO₃^2-反应转化为HCO₃^-；
（2）根据溶液中存在的离子分析；
（3）①Na₂CO₃与CaSO₄反应生成CaCO₃和Na₂SO₄；
②根据沉淀的转化原理分析．

解答： 解：（1）CO₂与CO₃^2-反应转化为HCO₃^-，从而使CO₃^2-浓度减小，不利于CaSO₄转化为CaCO₃；所以通入过量的CO₂不利于CaCO₃和（NH₄）₂SO₄的生成，
故答案为：不；通入过量的CO₂会使CO₃^2-转化为HCO₃^-，从而CO₃^2-浓度减小，不利于CaSO₄转化为CaCO₃；
（2）已知溶液中存在CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺，所以直接蒸干滤液得到的（NH₄）₂SO₄主要含有的杂质是（NH₄）₂CO₃，故答案为：（NH₄）₂CO₃；
（3）①Na₂CO₃与CaSO₄反应生成CaCO₃和Na₂SO₄，其反应的化学方程式为：CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?CaCO₃（s）+SO₄^2-，
故答案为：CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?CaCO₃（s）+SO₄^2-；
②已知CaSO₄的K_sp=9.1×10^-6，CaCO₃的K_sp=2.8×10^-9，CaSO₄存在沉淀溶解平衡CaSO₄（s）?Ca²⁺（aq）+SO₄^2-（aq），当加入Na₂CO₃溶液后，CO₃^2-与Ca²⁺结合生成溶度积更小的CaCO₃沉淀，溶液中Ca²⁺浓度减少，使CaSO₄的溶解平衡向溶解的方向移动，从而转化为CaCO₃，
故答案为：CaSO₄存在沉淀溶解平衡CaSO₄（s）?Ca²⁺（aq）+SO₄^2-（aq），当加入Na₂CO₃溶液后，CO₃^2-与Ca²⁺结合生成溶度积更小的CaCO₃沉淀，溶液中Ca²⁺浓度减少，使CaSO₄的溶解平衡向溶解的方向移动．

点评：本题考查了工业生成硫酸铵方法，解答本题时要充分理解图中提供的信息，只有理解了图中信息才能对问题做出正确的判断，本题难度不大．