Question

【题目】(2015·上海）白云石的主要成份是CaCO3·MgCO3 ， 在我国有大量的分布。以白云石为原料生产的钙镁系列产品有广泛的用途。白云石经煅烧、水化后得到钙镁的氢氧化物，再经过碳化实现Ca2+、Mg2+的分离。碳化反应是放热反应，化学方程式如下：Ca(OH)2 + Mg(OH)2 + 3CO2 CaCO3 + Mg(HCO3)2 + H2O。
完成下列填空。
（1）Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性 （选填“强”或“弱”）， Ca(OH)2的溶解度比Mg(OH)2的溶解度 （选填“大”或“小”）
（2）碳化温度保持在50~60℃。温度偏高不利于碳化反应，原因是 、 。温度偏低也不利于碳化反应，原因是 。
（3）已知某次碳化时溶液中钙离子浓度随时间的变化如右图所示，在10 min到13 min之内钙离子的反 应速率为 。15 min之后钙离子浓度增大，原因是 （用化学方程式表示）。

（4）Mg原子核外电子排布式为 ；Ca原子最外层电子的能量 Mg原子最外层电子的能量。（选填“低于”、“高于”或“等于”）

Answer 1

【答案】
（1） 强；；大。
（2）该反应是放热反应；温度偏高使CO2的溶解度减小；温度偏低会降低反应速率。
（3）0.009mol/(L·min)；CaCO3+CO2+ H2O= Ca(HCO3)2
（4）1s22s22p63s2；高于
【解析】1，元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强。由于金属性Ca>Mg，所以碱性Ca(OH)2>Mg(OH)2 . Ca(OH)2微溶于水，而Mg(OH)2难溶于水，所以溶解度:Ca(OH)2>Mg(OH)2
2, .发生的碳化反应化学方程式如下:Ca(OH)2+Mg(OH)2+3CO3= CaCO3+Mg(HCO3)2+H2O该反应是放热反应，温度偏高，使CO2的溶解度减小，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，不利于平衡的正向移动;二是Mg(HCO3)2温度高，会发生分解反应，也不利于碳化。若温度偏低，反应速率慢，反应产生物质的效率低，因此对反应的进行了不利。
3 .根据图示在10 min到13 min之内钙离子的反应速率为v(Ca2+)=(0.145-0.118)mol/L ÷3min= 0.009 mol/(L·min) 。15 min之后钙离子浓度大，原因是产生的CaCO3与水及溶解的CO2发生反应：CaCO3+CO2+ H2O= Ca(HCO3)2 ， 产生了溶于溶解的Ca(HCO3)2。
4 .Mg是12号元素，原子核外电子排布式为1s22s22p63s2；Ca与Mg是同一主族的元素，原子最外层电子数相同，但是由于Ca的原子半径比Mg大， 最外层电子离原子核较远，克服核对其吸引力强，容易失去，变为Ca2+。所以Ca原子最外层电子的能量高于Mg原子最外层电子的能量。