Question

实验室以某石灰石（含少量Fe₂O₃）为原料制备高纯CaCO₃的步骤如下：

溶解  向石灰石样品中加入适量盐酸，至反应完全。

除铁  加入氨水调节pH，然后加入适量Ca(OH)₂，充分反应后过滤。

沉淀  向滤液中补充氨水，通入CO₂，反应一段时间。

分离  过滤、洗涤、干燥得高纯CaCO₃。

（1）溶解时，会看到溶液出现浅黄色的原因是___（用化学方程式表示）；判断样品已完全反应的实验现象是____。

（2）除铁时，选用Ca(OH)₂而不选用NaOH，其主要原因是Ca(OH)₂价格低且来源广、_。

（3）沉淀时，其他条件相同，反应温度对CaCO₃产率的影响如下图。高于35℃时，CaCO₃产率下降的主要原因是_____。

（4）该实验中可以循环利用的物质有H₂O和___。

Answer

Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O 继续滴加稀盐酸，固体不再溶解且无气体生成 不引入新的杂质（或增加产量） 氨水的浓度降低，二氧化碳的溶解度减小 CO2

【解析】

根据给出的步骤和对应物质的性质，气体的溶解度随温度的升高而降低进行分析作答。

（1）溶解时，样品中的Fe2O3与盐酸反应生成氯化铁和水，氯化铁溶液呈黄色，因此实验中会看到溶液出现浅黄色，反应的化学方程式为：Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；因为溶解的目的是使碳酸钙全部转化为氯化钙，CaCO3与盐酸反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，反应中有二氧化碳气体生成，如果碳酸钙完全反应，加入稀盐酸就不会产生气体，所以判断样品已完全反应的实验现象是：继续滴加稀盐酸，固体不再溶解且无气体生成；

（2）除铁时，选用Ca(OH)2而不选用NaOH，因为氢氧化钠和氯化铁反应生成氢氧化铁和氯化钠，所以会引入新的杂质氯化钠；氢氧化钙和氯化铁反应生成氢氧化铁和氯化钙，因此加入氢氧化钙既能除去杂质氯化铁，又增加了氯化钙的质量，还没有引入新的杂质。故选用Ca(OH)2而不选用NaOH的主要原因是：Ca(OH)2价格低且来源广、不引入新的杂质、增加产量；

（3）从图中可知，沉淀时，其他条件相同，温度高于35℃时，碳酸钙的产率降低，其原因是温度升高气体的溶解度减小，导致氨水浓度降低、二氧化碳的溶解度减小，反应物的浓度越低，产率就越低；

（4）该实验中，溶解时生成二氧化碳，沉淀时通入二氧化碳，所以该实验中可以循环利用的物质除H2O外，还有CO2。