Question

【題目】(2015·上海）白云石的主要成份是CaCO3·MgCO3 ， 在我國(guó)有大量的分布。以白云石為原料生產(chǎn)的鈣鎂系列產(chǎn)品有廣泛的用途。白云石經(jīng)煅燒、水化后得到鈣鎂的氫氧化物，再經(jīng)過(guò)碳化實(shí)現(xiàn)Ca2+、Mg2+的分離。碳化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，化學(xué)方程式如下：Ca(OH)2 + Mg(OH)2 + 3CO2 CaCO3 + Mg(HCO3)2 + H2O。
完成下列填空。
（1）Ca(OH)2的堿性比Mg(OH)2的堿性 （選填“強(qiáng)”或“弱”）， Ca(OH)2的溶解度比Mg(OH)2的溶解度 （選填“大”或“小”）
（2）碳化溫度保持在50~60℃。溫度偏高不利于碳化反應(yīng)，原因是 、 。溫度偏低也不利于碳化反應(yīng)，原因是 。
（3）已知某次碳化時(shí)溶液中鈣離子濃度隨時(shí)間的變化如右圖所示，在10 min到13 min之內(nèi)鈣離子的反 應(yīng)速率為 。15 min之后鈣離子濃度增大，原因是 （用化學(xué)方程式表示）。

（4）Mg原子核外電子排布式為 ；Ca原子最外層電子的能量 Mg原子最外層電子的能量。（選填“低于”、“高于”或“等于”）

Answer 1

【答案】
（1） 強(qiáng)；；大。
（2）該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；溫度偏高使CO2的溶解度減��；溫度偏低會(huì)降低反應(yīng)速率。
（3）0.009mol/(L·min)；CaCO3+CO2+ H2O= Ca(HCO3)2
（4）1s22s22p63s2；高于
【解析】1，元素的金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性就越強(qiáng)。由于金屬性Ca>Mg，所以堿性Ca(OH)2>Mg(OH)2 . Ca(OH)2微溶于水，而Mg(OH)2難溶于水，所以溶解度:Ca(OH)2>Mg(OH)2
2, .發(fā)生的碳化反應(yīng)化學(xué)方程式如下:Ca(OH)2+Mg(OH)2+3CO3= CaCO3+Mg(HCO3)2+H2O該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度偏高，使CO2的溶解度減小，升高溫度，平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng)，不利于平衡的正向移動(dòng);二是Mg(HCO3)2溫度高，會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，也不利于碳化。若溫度偏低，反應(yīng)速率慢，反應(yīng)產(chǎn)生物質(zhì)的效率低，因此對(duì)反應(yīng)的進(jìn)行了不利。
3 .根據(jù)圖示在10 min到13 min之內(nèi)鈣離子的反應(yīng)速率為v(Ca2+)=(0.145-0.118)mol/L ÷3min= 0.009 mol/(L·min) 。15 min之后鈣離子濃度大，原因是產(chǎn)生的CaCO3與水及溶解的CO2發(fā)生反應(yīng)：CaCO3+CO2+ H2O= Ca(HCO3)2 ， 產(chǎn)生了溶于溶解的Ca(HCO3)2。
4 .Mg是12號(hào)元素，原子核外電子排布式為1s22s22p63s2；Ca與Mg是同一主族的元素，原子最外層電子數(shù)相同，但是由于Ca的原子半徑比Mg大， 最外層電子離原子核較遠(yuǎn)，克服核對(duì)其吸引力強(qiáng)，容易失去，變?yōu)镃a2+。所以Ca原子最外層電子的能量高于Mg原子最外層電子的能量。