Question

以白云石（化学式表示为MgCO₃·CaCO₃）为原料制备Mg(OH)₂的工艺流程如下图所示。

（1）研磨的作用是                   。

（2）该工艺中可循环使用的物质是              、           （写化学式）。

（3）白云石轻烧的主要产物是MgO·CaCO₃，而传统工艺是将白云石加热分解为MgO和CaO后提取，白云石轻烧的优点是                                                。

（4）加热反应的离子方程式为                                                    。

（5）①加热反应时，在323k和353k溶液中c(NH₄⁺)与反应时间的关系如下图所示，请在下图画出373k的曲线。

②由图可知，随着温度升高：                 。

Answer

（1）增大固体的表面积，加快反应速率，增大原料利用率

（2）NH3、(NH4)2SO4

（3）减少能耗、减少CO2的排放等（即节能、低碳）

（4）MgO + 2NH4+  Mg2++ 2NH3↑ + H2O

（5）①     ②反应的时间缩短、平衡时c(NH4+)减小

【解析】（1）研磨的作用主要从对反应速率和原料的利用率角度分析，可以增大固体的表面积，加快反应速率，增大原料利用率；

（2）图中加热反应时放出氨气，而沉淀反应时加入氨水，因此可以将氨气循环利用，图中研磨时需要加入硫酸铵和水，而过滤时得到的溶液中含有硫酸铵，因此可以将硫酸铵循环利用；

（3）依题意，轻烧时只有碳酸镁分解，而碳酸钙不分解，由于二者的分解反应都是吸热反应，因此可以减少能耗、减少CO2的排放等（即节能、低碳）；

（4）加热反应的反应物为轻烧产生的氧化镁、研磨时加入的硫酸铵溶液，生成物是氨气，由此推断加热时溶液中发生复分解反应，根据电解质拆分原则、电荷和原子守恒原理，则该反应为MgO+2NH4+Mg2++2NH3↑+H2O；

（5）读图可知，随着温度的升高，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，则达到平衡的时间缩短，平衡时铵根离子浓度减小，由此可以确定373K时曲线的起点、平衡点或拐点，从而可以画出曲线。