Question

（本题共12分）白云石的主要成份是CaCO₃·MgCO₃，在我国有大量的分布。以白云石为原料生产的钙镁系列产品有广泛的用途。白云石经煅烧、熔化后得到钙镁的氢氧化物，再经过碳化实现Ca²⁺、Mg²⁺的分离。碳化反应是放热反应，化学方程式如下：Ca(OH)₂ + Mg(OH)₂ + 3CO₂ ⇌ CaCO₃ + Mg(HCO₃)₂ + H₂O

完成下列填空

23．Ca(OH)₂的碱性比Mg(OH)₂的碱性       （选填“强”或“弱”）

Ca(OH)₂的溶解度比Mg(OH)₂的溶解度       （选填“大”或“小”）

24．碳化温度保持在50~60℃。温度偏高不利于碳化反应，原因是     、    。温度偏低也不利于碳化反应，原因是      。

25．已知某次碳化时溶液中钙离子浓度随时间的变化如图所示，在10 min到13 min之内钙离子的反 应速率为      。15 min之后钙离子浓度增大，原因是       （用化学方程式表示）。

26．Mg原子核外电子排布式为     ；Ca原子最外层电子的能量        Mg原子最外层电子的能量（选填“低于”、“高于”或“等于”）。

Answer

23.强；大。

24.平衡逆向移动、Mg(HCO3)2分解；反应速率慢。

25.0.009mol/(L·min)；CaCO3+CO2+ H2O= Ca(HCO3)2。

26.1s22s22p63s2；高于。

【解析】

23.元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强。由于金属性Ca>Mg，所以碱性Ca(OH)2>Mg(OH)2。Ca(OH)2微溶于水，而Mg(OH)2难溶于水，所以溶解度：Ca(OH)2>Mg(OH)2。

24. 发生的碳化反应化学方程式如下：Ca(OH)2 + Mg(OH)2 + 3CO2 ⇌ CaCO3 + Mg(HCO3)2 + H2O，该反应是放热反应，碳化温度保持在50~60℃。温度偏高不利于碳化反应，原因是该反应是放热反应，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，不利于平衡的正向移动；二是Mg(HCO3)2温度高，会发生分解反应，也不利于碳化。若温度偏低，反应速率慢，反应产生物质的效率低，因此对反应的进行了不利。

25.根据图示在10 min到13 min之内钙离子的反应速率为v(Ca2+)=(0.145-0.118)mol/L ÷3min= 0.009 mol/(L·min) 。15 min之后钙离子浓度增大，原因是产生的CaCO3与水及溶解的CO2发生反应：CaCO3+CO2+ H2O= Ca(HCO3)2，产生了溶于溶解的Ca(HCO3)2。

26.Mg是12号元素，原子核外电子排布式为1s22s22p63s2；Ca与Mg是同一主族的元素，原子最外层电子数相同，但是由于Ca的原子半径比Mg大，最外层电子离原子核较远，克服核对其吸引力强，容易失去，变为Ca2+。所以Ca原子最外层电子的能量高于Mg原子最外层电子的能量。

【考点定位】考查第II主族的金属元素镁和钙的性质比较的知识。