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鍋爐水垢嚴(yán)重影響鍋爐使用壽命。水垢的主要成分是CaCO3、CaSO4和Mg(OH)2。某工業(yè)除水垢的過程如圖所示:
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已知:25℃,Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,Ksp(CaCO3)=3.4×10-9。
回答下列問題:
(1)用化學(xué)用語表示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)用離子方程式表示步驟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)為探究步驟Ⅰ中用飽和Na2CO3溶液浸泡的目的,某小組設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)方案:
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①用離子反應(yīng)方程式表示i中加入稀鹽酸發(fā)生的反應(yīng)
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
。
②對比i、ii白色沉淀和稀鹽酸反應(yīng)的現(xiàn)象,得出的結(jié)論是
CaCO3易溶于鹽酸,CaSO4不易溶于鹽酸
CaCO3易溶于鹽酸,CaSO4不易溶于鹽酸

③iii中加入過量0.1mol/LNa2CO3溶液,CaSO4能否全部轉(zhuǎn)化為CaCO3,結(jié)合計(jì)算說明
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,沉淀全部轉(zhuǎn)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,沉淀全部轉(zhuǎn)化
(當(dāng)溶液中剩余的離子濃度小于1×10-5mol/L時(shí),化學(xué)上通常認(rèn)為生成沉淀的反應(yīng)就進(jìn)行完全了)。
(4)結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)證據(jù),解釋步驟Ⅰ中用Na2CO3溶液浸泡的目的
將不溶于鹽酸的CaSO4轉(zhuǎn)化為溶于鹽酸CaCO3的除去
將不溶于鹽酸的CaSO4轉(zhuǎn)化為溶于鹽酸CaCO3的除去
。

【考點(diǎn)】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易溶于鹽酸,CaSO4不易溶于鹽酸;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,沉淀全部轉(zhuǎn)化;將不溶于鹽酸的CaSO4轉(zhuǎn)化為溶于鹽酸CaCO3的除去
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:116引用:2難度:0.5
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