鍋爐水垢嚴重影響鍋爐使用壽命。水垢的主要成分是CaCO3、CaSO4和Mg(OH)2。某工業(yè)除水垢的過程如圖所示:
已知:25℃,Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,Ksp(CaCO3)=3.4×10-9。
回答下列問題:
(1)用化學用語表示Mg(OH)2在水中的沉淀溶解平衡
Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH-(aq)
Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH-(aq)
。
(2)用離子方程式表示步驟Ⅱ中NH4Cl溶解Mg(OH)2的原理 Mg(OH)
2(s)+2
(aq)?Mg
2+(aq)+2NH
3?H
2O(aq)
Mg(OH)
2(s)+2
(aq)?Mg
2+(aq)+2NH
3?H
2O(aq)
。
(3)為探究步驟Ⅰ中用飽和Na2CO3溶液浸泡的目的,某小組設計如圖實驗方案:
①用離子反應方程式表示i中加入稀鹽酸發(fā)生的反應 CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
。
②對比i、ii白色沉淀和稀鹽酸反應的現(xiàn)象,得出的結論是 CaCO3易溶于鹽酸,CaSO4不易溶于鹽酸
CaCO3易溶于鹽酸,CaSO4不易溶于鹽酸
。
③iii中加入過量0.1mol/LNa2CO3溶液,CaSO4能否全部轉化為CaCO3,結合計算說明 c(Ca
2+)=
=
mol/L=3.4×10
-8mol/L<1×10
-5mol/L,沉淀全部轉化
c(Ca
2+)=
=
mol/L=3.4×10
-8mol/L<1×10
-5mol/L,沉淀全部轉化
(當溶液中剩余的離子濃度小于1×10-5mol/L時,化學上通常認為生成沉淀的反應就進行完全了)。
(4)結合上述實驗證據(jù),解釋步驟Ⅰ中用Na2CO3溶液浸泡的目的 將不溶于鹽酸的CaSO4轉化為溶于鹽酸CaCO3的除去
將不溶于鹽酸的CaSO4轉化為溶于鹽酸CaCO3的除去
。