Question

轻质碳酸钙（CaCO₃）是一种重要的化工产品，广泛应用于油漆、塑料、橡胶和造纸等工业。一种以低品位石灰石（含CaCO₃、MnCO₃、Fe₂O₃及A1₂O₃）为原料生产高纯度轻质碳酸钙的循环工艺流程如图：

回答下列问题：

（1）气体A为：______，滤渣的主要成分是______。

（2）“沉钙”过程中发生的化学反应方程式为______。

（3）在NH₄C1尾液中加入氧化镁并加热，发生反应的离子方程式为______。

（4）“系列操作”包含有：______。

（5）氧化镁可以在尾液处理中循环使用，______和_______可循环使用于石灰石制备轻质碳酸钙的过程中。

（6）轻质碳酸钙的工业生产还可以使用“石灰碳化法”：用高品位石灰石焙烧制得生石灰，生石灰消化制得氢氧化钙，再通入二氧化碳制得碳酸钙；本题工艺流程与“石灰碳化法，相比，优点是：______，______。

Answer

CO2 Fe（OH）3、A1（OH）3、Mn（OH）2 CaCl2+（NH4）2CO3=CaCO3↓+2NH4Cl MgO+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3↑ 加热蒸发、煅烧 HCl NH3 能耗低 对石灰石纯度要求不高

【解析】

根据流程：低品位石灰石(含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3)用盐酸酸溶，气体A为二氧化碳，用水吸收与氨气反应生成碳酸铵便于下一步的沉钙反应，向粗制的氯化钙溶液中通入氨气，除去Fe3+，A13+，Mn2+，过滤得到滤渣的主要成分是Fe(OH)3、A1(OH)3、Mn(OH)2，将滤液CaCl2溶液进行沉钙反应，反应为：CaCl2+2NH3+CO2+H2O = CaCO3↓ + 2NH4Cl；得到碳酸钙沉淀和氯化铵，过滤，洗涤，干燥得到轻质碳酸钙，氯化铵与氧化镁反应生成氯化镁、氨气、水，气体B为氨气，氯化镁加热蒸发，水解生成氢氧化镁和HCl，加热时HCl挥发促进水解，气体C为氯化氢，最终生成氢氧化镁，焙烧得MgO。

⑴低品位石灰石(含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3)，CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3分别与盐酸发生复分解反应生成二氧化碳气体；向粗制的氯化钙溶液中通入氨气，除去Fe3+，A13+，Mn2+，滤渣为它们的沉淀物。

⑵“沉钙”过程中氯化钙与碳酸铵发生复分解反应得到碳酸钙沉淀和氯化铵。

⑶氯化铵为强酸弱碱盐，水解溶液呈酸性，氯化铵中加入氧化镁并加热，反应生成氯化镁、氨气和水。

⑷氯化镁加热蒸发，水解生成氢氧化镁和HCl，加热时HCl挥发促进水解，气体C为氯化氢，最终生成氢氧化镁，焙烧得MgO。

⑸在尾液处理中氧化镁与氯化铵反应生成的氨气可以循环使用，氯化镁加热蒸发，水解生成氢氧化镁和HCl，氯化氢可以循环使用。

⑹石灰碳化法，高温分解需消耗高能量，高品位石灰石要求石灰石纯度高，据此分析解答。

⑴低品位石灰石(含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3)用盐酸酸溶，CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3分别与盐酸发生复分解反应离子方程式为：CaCO3+2H+=H2O+CO2↑+Ca2+，MnCO3+2H+=H2O+CO2↑+Mn2+，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，A12O3+6H+=2A13++3H2O，所以气体A为：CO2，向粗制的氯化钙溶液中通入氨气，除去Fe3+，A13+，Mn2+，过滤得到滤渣的主要成分是Fe(OH)3、A1(OH)3、Mn(OH)2；故答案为：CO2；Fe(OH)3、A1(OH)3、Mn(OH)2。

⑵气体A为：CO2，用水吸收氨气和二氧化碳生成碳酸铵，“沉钙”过程中氯化钙与碳酸铵发生复分解反应：CaCl2+（NH4）2CO3=CaCO3↓+2NH4Cl得到碳酸钙沉淀和氯化铵；故答案为：CaCl2+（NH4）2CO3=CaCO3↓+2NH4Cl。

⑶氯化铵为强酸弱碱盐，水解溶液呈酸性，水解吸热，氯化铵中加入氧化镁并加热，反应MgO+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3↑；故答案为：MgO+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3↑。

⑷镁的氯化物在溶液溶液中水解生成氢氧化镁和HCl，氯化镁加热蒸发，水解生成氢氧化镁和HCl，加热时HCl挥发促进水解，气体C为氯化氢，最终生成氢氧化镁，焙烧得MgO，系列操作”包含有加热蒸发、煅烧；故答案为：加热蒸发、煅烧。

⑸氯化镁加热蒸发，水解生成氢氧化镁和HCl，气体C为氯化氢，溶于水为盐酸，可用于溶解低品位石灰石，氯化铵中加入氧化镁并加热，反应生成氯化镁、氨气和水；向粗制的氯化钙溶液中通入氨气，除去Fe3+，A13+，Mn2+，所以HCl、NH3可循环使用于石灰石制备轻质碳酸钙的过程中；故答案为：HCl、NH3。

⑹轻质碳酸钙的工业生产以低品位石灰石（含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3）为原料生产高纯度轻质碳酸钙，石灰石要求石灰石纯度不高，生产过程无耗能，而石灰碳化法，高温分解需消耗高能量，高品位石灰石要求石灰石纯度高，故本题工艺流程与“石灰碳化法，相比，优点是：能耗低、对石灰石纯度要求不高；故答案为：能耗低、对石灰石纯度要求不高。