9. 铵浸法由白云石[主要成分为，含，杂质]制备高纯度碳酸钙和氧化镁。其流程如下：

已知：

(1)煅烧白云石的化学方程式为___________。

(2)根据下表数据分析：

已知：i.对浸出率给出定义

ii.对给出定义

①“沉钙”反应的化学方程式为___________。

②浸出率远高于浸出率的原因为___________。

③不宜选用的“”数值为___________。

④实测值大于理论值的原因为___________。

⑤蒸馏时，随馏出液体积增大，浸出率可出68.7%增加至98.9%，结合化学反应原理解释浸出率提高的原因为___________。

(3)滤渣C为___________。

(4)可循环利用的物质为___________。

【答案】(1)CaMg(CO₃)₂CaO+MgO+2CO₂↑

(2) ①. CaCl₂+NH₃·H₂O+CO₂=CaCO₃↓+NH₄Cl+H₂O ②. Ca(OH)₂的溶度积大于Mg(OH)₂，溶液中Ca(OH)₂能与NH₄Cl反应，而Mg(OH)₂不能 ③. 2.4：1 ④. 反应加入的CaO也转化为CaCO₃ ⑤. Mg(OH)₂+(NH₄)₂SO₄MgSO₄+2NH₃↑+2H₂O，蒸馏时，NH3逸出促进NH₄⁺水解，溶液中H⁺浓度增大，有利于Mg(OH)₂完全转化为MgSO₄

(3)SiO₂、Fe₂O₃

(4)NH₄Cl、(NH₄)₂SO₄

【解析】

【分析】由题给流程可知，白云石煅烧时，CaMg(CO₃)2高温分解生成氧化钙和氧化镁，向煅烧后的固体中加入氯化铵溶液和氧化钙，氧化钙和氯化铵溶液反应生成氯化钙和一水合氨，氧化镁与水反应生成氢氧化镁，过滤得到含有氯化钙、一水合氨的滤液A和含有氢氧化镁、氧化铁、二氧化硅的滤渣B;向滤液A中通入二氧化碳，二氧化碳与滤液A反应、过滤得到碳酸钙沉淀和氯化铵溶液;向滤渣B中加入硫酸铵溶液蒸馏，将氢氧化镁转化为硫酸镁，氧化铁、二氧化硅与硫酸铵溶液不反应，过滤得到含有氧化铁、二氧化硅的滤渣C和含有硫酸镁的滤液D;向滤液D中加入碳酸铵溶液，碳酸铵溶液与滤液D反应、过滤得到碳酸镁沉淀和硫酸铵溶液，煅烧碳酸镁得到氧化镁，制备分离过程中氯化铵溶液和硫酸铵溶液可以循环利用。

【小问1详解】

由分析可知，白云石煅烧时，CaMg(CO₃)₂高温分解生成氧化钙、氧化镁和二氧化碳，反应的化学方程式为CaMg(CO₃)₂CaO+MgO+2CO₂↑，故答案为：CaMg(CO₃)₂CaO+MgO+2CO₂↑;

【小问2详解】

①由分析可知，“沉钙”时发生的反应为二氧化碳与氯化钙和一水合氨混合溶液反应生成碳酸钙沉淀、氯化铵和水，反应的化学方程式为CaCl₂+NH₃·H₂O+CO₂=CaCO₃↓+NH₄Cl+H₂O，故答案为：CaCl₂+NH₃·H₂O+CO₂=CaCO₃↓+NH₄Cl+H₂O;

②由题给溶度积数据可知，氢氧化钙的溶度积大于氢氧化镁，溶液中氢氧化钙的浓度大于氢氧化镁，能与氯化铵溶液反应生成氯化钙和一水合氨，而氢氧化镁不能反应，所以氧化钙的浸出率远高于氧化镁，故答案为：Ca(OH)₂的溶度积大于Mg(OH)₂，溶液中Ca(OH)₂能与NH₄Cl反应，而Mg(OH)₂不能;

③由题给数据可知，氯化铵和氧化钙的物质的量比为2.4：1时，氧化镁的浸出率最高，而碳酸钙的质量分数无论是理论值还是实测值都最低，所以不宜选用的物质的量比为2.4：1，故答案为：2.4：1;

④硫酸铵是强酸弱碱盐，铵根离子在溶液中的水解反应为吸热反应，加热蒸馏时，氨气逸出促进铵根离子水解，溶液中氢离子浓度增大，有利于氢氧化镁完全溶解转化为硫酸铵，所以氧化镁浸出率提高，故答案为：Mg(OH)₂+(NH₄)₂SO₄MgSO₄+2NH₃↑+2H₂O，蒸馏时，NH3逸出促进NH₄⁺水解，溶液中H⁺浓度增大，有利于Mg(OH)₂完全转化为MgSO₄;

【小问3详解】

由分析可知，滤渣C为氧化铁、二氧化硅，故答案为：SiO₂、Fe₂O₃;

【小问4详解】

由分析可知，制备分离过程中氯化铵溶液和硫酸铵溶液可以循环利用，故答案为：NH₄Cl、(NH₄)₂SO₄。

编辑：小徐