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锅炉水垢严重影响锅炉使用寿命。水垢的主要成分是CaCO3、CaSO4和Mg(OH)2。某工业除水垢的过程如图所示:

已知:25℃,Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,Ksp(CaCO3)=3.4×10-9
回答下列问题:
(1)用化学用语表示Mg(OH)2在水中的沉淀溶解平衡
Mg(OH)2(s)⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)
Mg(OH)2(s)⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)

(2)用离子方程式表示步骤Ⅱ中NH4Cl溶解Mg(OH)2的原理
Mg(OH)2(s)+2
NH
+
4
(aq)⇌Mg2+(aq)+2NH3•H2O(aq)
Mg(OH)2(s)+2
NH
+
4
(aq)⇌Mg2+(aq)+2NH3•H2O(aq)

(3)为探究步骤Ⅰ中用饱和Na2CO3溶液浸泡的目的,某小组设计如图实验方案:

①用离子反应方程式表示i中加入稀盐酸发生的反应
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O

②对比i、ii白色沉淀和稀盐酸反应的现象,得出的结论是
CaCO3易溶于盐酸,CaSO4不易溶于盐酸
CaCO3易溶于盐酸,CaSO4不易溶于盐酸

③iii中加入过量0.1mol/LNa2CO3溶液,CaSO4能否全部转化为CaCO3,结合计算说明
c(Ca2+)=
K
sp
C
a
CO
3
c
C
a
2
+
=
3
.
4
×
10
-
9
0
.
1
mol/L=3.4×10-8mol/L<1×10-5mol/L,沉淀全部转化
c(Ca2+)=
K
sp
C
a
CO
3
c
C
a
2
+
=
3
.
4
×
10
-
9
0
.
1
mol/L=3.4×10-8mol/L<1×10-5mol/L,沉淀全部转化
(当溶液中剩余的离子浓度小于1×10-5mol/L时,化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了)。
(4)结合上述实验证据,解释步骤Ⅰ中用Na2CO3溶液浸泡的目的
将不溶于盐酸的CaSO4转化为溶于盐酸CaCO3的除去
将不溶于盐酸的CaSO4转化为溶于盐酸CaCO3的除去

【考点】沉淀溶解平衡
【答案】Mg(OH)2(s)⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq);Mg(OH)2(s)+2
NH
+
4
(aq)⇌Mg2+(aq)+2NH3•H2O(aq);CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;CaCO3易溶于盐酸,CaSO4不易溶于盐酸;c(Ca2+)=
K
sp
C
a
CO
3
c
C
a
2
+
=
3
.
4
×
10
-
9
0
.
1
mol/L=3.4×10-8mol/L<1×10-5mol/L,沉淀全部转化;将不溶于盐酸的CaSO4转化为溶于盐酸CaCO3的除去
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:118引用:2难度:0.5
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