工業鍋爐內壁的水垢，不僅浪費燃料，而且容易引發安全隱患。某碳素鋼鍋爐水垢(主要成分有CaCO3、CaSO4、M...

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問題詳情：

工業鍋爐內壁的水垢，不僅浪費燃料，而且容易引發安全隱患。某碳素鋼鍋爐水垢(主要成分有CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2、Fe2O3、SiO2等)鹼煮法清除的流程如下：

已知：20℃時幾種難溶物的溶度積常數如下表(單位省略)：

回答下列問題：

(1)“鹼煮”環節，加入Na3PO4的主要目的是將CaSO4轉化為Ca3(PO4)2，請寫出該離子方程式______________________。

(2)“浸泡過程中，稀鹽*會溶解Fe2O3。溶解後的Fe2O3會加速鍋爐腐蝕，故需“還原”處理。

①鍋爐被加速腐蝕的原因是______________________；

②浸泡液還原”處理時，Sn2+轉化為Sn4+，則反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為______________________。

(3)“鈍化”處理的目的是在鍋爐表面形成Fe3O4保護膜，同時生成可直接參與大氣循環的氣體。

①反應的離子方程式為_________________________________；

②為檢驗鍋爐“鈍化”處理後是否形成緻密的保護膜，可往鍋爐內壁刷上硫*銅溶液。若觀察到______________________(填現象)，則保護膜緻密*欠佳。

(4)檸檬*(用H3R表示)可用作清除鍋爐水垢的*洗劑，溶液中H3R、H2R－、HR2－、R3－的含量與pH的關係如圖所示。由此可推知，0.1 mol ·L－1 Na2HR溶液中各種*離子濃度由大到小的排列順序為______________________。

(5)用如圖裝置對鍋爐用水(含Ca2+、Mg2+、HCO3－)進行預處理，可有效防止水垢形成。電解時，Ca2+形成沉澱的電極反應式為______________________。

【回答】

3CaSO4+2PO43－＝Ca3(PO4)2+3SO42－ Fe+2Fe3+＝3Fe2+ 2:1 9Fe+8NO2－+4H2O＝4N2↑+3Fe3O4+8OH- 表面有紅*物質出現 C（HR2－）>C(R2-)>C(OH-)>C(H2R－) 2Ca2++2HCO3－+2e-=2CaCO3↓+H2↑(或2H2O++2e-=2OH-+H2↑, 2Ca2++ OH-+HCO3－=CaCO3↓+H2O)

【分析】

(1) Na3PO4 的作用是使堅硬、緻密的硫*鈣生成**鈣，3CaSO4+2Na3PO4=Ca3(PO4)2+3Na2SO4，改寫成離子方程式；

(2)①Fe3+具有氧化*可以與具有還原*的鐵反應生成亞鐵離子，會腐蝕鍋爐；

②發生了2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+反應，根據方程式得結果；

(3) ①反應物亞***和鐵，產物是四氧化三鐵和氮氣，寫出離子方程式；

②如果沒有形成緻密的保護膜，往鍋爐內壁刷上硫*銅溶液則會發生反應Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；

(4)根據圖像分析可知HR2-濃度最大時PH<7,可得結論Na2HR溶液中HR2-的電離平衡大於水解平衡。由此推知0.1 mol ·L－1 Na2HR溶液中各種*離子濃度由大到小的排列順序；

(5)依據電解水原理分析即可。

【詳解】

(1) Na3PO4的作用是使堅硬、緻密的硫*鈣生成**鈣3CaSO4+2Na3PO4=Ca3(PO4)2+3Na2SO4，改寫成離子方程式；

正確*：3CaSO4+2PO43－＝Ca3(PO4)2+3SO42－

(2)①Fe3+具有氧化*可以與具有還原*的鐵反應生成亞鐵離子，會腐蝕鍋爐；