Question

【題目】某化學(xué)實(shí)驗(yàn)室以一種工業(yè)上的廢渣(廢渣主要含有MgCO3、MgSiO3和少量Fe、Al的氧化物)為原料，制備MgCO3·3H2O。實(shí)驗(yàn)流程如下圖所示：

（1）為了加快廢渣的酸溶速率，可采取的辦法有_________(任寫一點(diǎn))，酸溶時(shí)廢渣中主要成分發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________________。

（2）加入30%H2O2的目的是__________________________________。

（3）用萃取分液的方法除去溶液中的Fe3+

①加入30%H2O2后，檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2+的最佳試劑是__________________________。

②萃取分液完成后，檢驗(yàn)水相中是否含有Fe3+的最佳試劑是______________________________。

（4）室溫下，除去MgSO4溶液中的A13+(使Al3+濃度小于1×10-6mol/L)而不引入其它雜質(zhì)，應(yīng)加入的試劑X為__________，應(yīng)調(diào)節(jié)pH的范圍為_________________。

已知：①Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33 ②pH=8.5時(shí)，Mg(OH)2開(kāi)始沉淀

（5）向?yàn)V液中加入Na2CO3溶液生成MgCO3沉淀并用蒸餾水洗滌，確認(rèn)沉淀洗凈的操作及現(xiàn)象是____________________________。

（6）下圖為不同反應(yīng)溫度下所得水合碳酸鎂的X射線衍射譜圖。由圖可知，干燥時(shí)需控制溫度范圍為___________________，溫度較高時(shí)MgCO3·3H2O發(fā)生轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式為_______________________________。

Answer 1

【答案】 升高溫度、攪拌、提高硫酸濃度等 MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑ MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3 將Fe2+氧化為Fe3+ ，便于除去 K3[Fe(CN)6]溶液 KSCN 溶液 MgO、Mg(OH)2、MgCO3或Mg2(OH)2 CO3 5.0 取少量最后一次的洗滌過(guò)濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌干凈 293K～313K（313K以下也可） 5MgCO3·3H2OMg5(OH)2 (CO3)4·4H2O+CO2↑+10H2O

【解析】（1）為了加快廢渣的酸溶速率，可采取的辦法有升高溫度、攪拌、提高硫酸濃度等，酸溶時(shí)廢渣中主要成分是碳酸鎂和硅酸鎂，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MgCO3+2H+＝Mg2++H2O+CO2↑、MgSiO3+2H+＝Mg2++H2SiO3。（2）溶液中含有亞鐵離子，雙氧水具有強(qiáng)氧化性，能把亞鐵離子氧化為鐵離子，便于除去。（3）①檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2+的最佳試劑是K3[Fe(CN)6]溶液。②萃取分液完成后，檢驗(yàn)水相中是否含有Fe3+的最佳試劑是KSCN溶液。（4）室溫下，除去MgSO4溶液中的A13+(使Al3+濃度小于1×10-6mol/L)而不引入其它雜質(zhì)，應(yīng)加入的試劑X為MgO、Mg(OH)2、MgCO3或Mg2(OH)2·CO3。根據(jù)氫氧化鋁的溶度積常數(shù)可知當(dāng)鋁離子濃度是1×10-6mol/L時(shí)，氫氧根的濃度是，又因?yàn)?/span>pH＝8.5時(shí)，Mg(OH)2開(kāi)始沉淀，所以應(yīng)調(diào)節(jié)pH的范圍為5.0＜pH＜8.5。（5）沉淀表面含有硫酸根離子，可以通過(guò)檢驗(yàn)硫酸根離子判斷沉淀是否洗滌干凈，則確認(rèn)沉淀洗凈的操作及現(xiàn)象是：取少量最后一次的洗滌過(guò)濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌干凈。（6）根據(jù)圖像可知超過(guò)313K時(shí)碳酸鎂晶體會(huì)發(fā)生化學(xué)變化，所以干燥時(shí)需控制溫度范圍為293K～313K，溫度較高時(shí)MgCO3·3H2O發(fā)生轉(zhuǎn)化生成Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為5MgCO3·3H2OMg5(OH)2(CO3)4·4H2O+CO2↑+10H2O。