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高中化学
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化学反应原理
/
化学反应速率和化学平衡
/
化学平衡常数
1. 实验室以工业废渣(主要含CaSO
4
·2H
2
O,还含少量SiO
2
、Al
2
O
3
、Fe
2
O
3
)为原料制取轻质CaCO
3
和(NH
4
)
2
SO
4
晶体,其实验流程如下:
(1) 室温下,反应CaSO
4
(s)+
(aq)
CaCO
3
(s)+
(aq)达到平衡,则溶液中
=
[
K
sp
(CaSO
4
)=4.8×10
−5
,
K
sp
(CaCO
3
)=3×10
−9
]。
(2) 将氨水和NH
4
HCO
3
溶液混合,可制得(NH
4
)
2
CO
3
溶液,其离子方程式为
;浸取废渣时,向(NH
4
)
2
CO
3
溶液中加入适量浓氨水的目的是
。
(3) 废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70 ℃,搅拌,反应3小时。温度过高将会导致CaSO
4
的转化率下降,其原因是
;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO
4
转化率的操作有
。
(4) 滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO
3
所需的CaCl
2
溶液。设计以水洗后的滤渣为原料,制取CaCl
2
溶液的实验方案:
[已知pH=5时Fe(OH)
3
和Al(OH)
3
沉淀完全;pH=8.5时Al(OH)
3
开始溶解。实验中必须使用的试剂:盐酸和Ca(OH)
2
]。