一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼*(H3BO3)及轻...
问题详情:
一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼*(H3BO3)及轻质氧化镁的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“溶浸”硼镁矿粉过程中,提高B、Mg元素的浸出率可以采用什么措施________(填写两点)。
(2)“溶浸”后产生的气体是__________(填化学式)。
(3)为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+,可选用的化学试剂是______________溶液(填化学式)。
(4)根据H3BO3的解离反应:H3BO3+H2OH++B(OH)4‑,Ka=5.81×10-10,写出H3BO3与NaOH反应的离子方程式________________________________________。
(5)写出“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式以及将碱式碳*镁高温灼烧制备轻质氧化镁的化学方程式________________、____________。
【回答】
适当提高溶浸温度、适当提高溶浸液(NH4)2SO4溶液浓度、适当延长溶浸时间、搅拌等 NH3 KSCN溶液 H3BO3+OH-=B(OH)4- 2Mg2++3CO32-+2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3- (或2Mg2++H2O+2CO32-=Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑) Mg(OH)2·MgCO32MgO+CO2↑+H2O
【分析】
硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)加入硫*铵溶液,得到气体,根据硼镁矿和硫*铵化学式知,得到的气体为NH3,用NH4HCO3吸收NH3,发生反应NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3,根据过滤2及沉镁成分知,过滤1中得到的滤渣为难溶*的SiO2、Fe2O3、Al2O3,调节溶液pH=3.5时得到H3BO3,滤液中含有MgSO4,沉镁过程发生的反应为2Mg2++3CO32-+2H2O=Mg(OH)2•MgCO3↓+2HCO3-,加热分解可以得到轻质MgO;母液中含有(NH4)2SO4,以此解答该题。
【详解】
(1)“溶浸”硼镁矿粉过程中,为提高B、Mg元素的浸出率可以采用的措施有适当提高溶浸温度、适当提高溶浸液(NH4)2SO4溶液浓度、适当延长溶浸时间、搅拌等;
(2)根据硼镁矿及(NH4)2SO4化学式可知:“溶浸”后产生的气体是NH3;
(3)取该滤液少许,向其中滴加KSCN溶液,若溶液会变为血红*,就*该滤液中含有Fe3+,否则不含有Fe3+;
(4)根据H3BO3的解离反应:H3BO3+H2OH++B(OH)4‑,Ka=5.81×10-10,说明H3BO3是一元弱*,因此H3BO3与NaOH反应的离子方程式为:H3BO3+OH-=B(OH)4-;
(5)在“沉镁”中Mg2+和CO32-离子发生水解和复分解反应生成Mg(OH)2·MgCO3↓沉淀,同时还生成HCO3‑,离子方程式为:2Mg2++3CO32-+2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3- (或2Mg2++H2O+2CO32-=Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑) 。将Mg(OH)2·MgCO3沉淀经洗涤后加热,发生分解反应:Mg(OH)2·MgCO32MgO+CO2↑+H2O,就制取得到轻质氧化镁。
【点睛】
本题考查了物质分离提纯及制备,明确元素化合物*质及其*质差异*、流程图中发生的反应是解本题关键,注意从整体上分析判断各物质成分,侧重考查学生的分析能力和实验能力。
知识点:镁和铝
题型:综合题