题目内容
【题目】卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。若以它为原料按图所示工艺流程进行生产,可制得轻质氧化镁(轻质体积蓬松,体积是等质量的重质氧化镁的三倍)。
若要求产品尽量不含杂质,而且生产成本较低,根据表1和表2提供的资料,填写空白:
表l 生成氢氧化物沉淀的pH
物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Fe(OH)2 | 7.6 | 9.6 |
Mn(OH)2 | 8.3 | 9.8 |
Mg(OH)2 | 9.6 | 11.l |
已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去。表2原料价格表
物质 | 价格/元 吨-1 |
漂液(含25.2%NaClO) | 450 |
双氧水(含30%H2O2) | 2400 |
烧碱(含98%NaOH) | 2100 |
纯碱(含99.5%Na2CO3) | 600 |
(1)为了加快卤块的溶解,我们可以选择那些方法_______(请写出两种方法);
(2)在步骤②中加入的试剂X,最佳的选择是________,在酸性条件下,其对应的离子方程式是________________
(3)在步骤③中加入的试剂应是________;之所以要控制pH=9.8,其目的是__________
(4)在步骤④中加入的试剂Z应是___________;
(5)在步骤⑤中发生的反应是__________
【答案】 将卤块变成粉末 升温 次氯酸钠 2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O 烧碱,将镁离子之外的离子全部转化成沉淀除去 纯碱 MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑
【解析】本题考查化学工艺流程,(1)将卤块粉碎,增加接触面积;可以升高温度,升高温度加快反应速率等;(2)加X的目的是把Fe2+氧化成Fe3+,需要用氧化剂,因为最后得到固体物质,因此不用考虑杂质的引入,因此最佳选择是NaClO,因为价格相对便宜,又是氧化剂;环境是酸性条件,因此离子反应式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O ;(3)加入Y的目的是调节pH,使Fe3+、Mn2+等转化成沉淀,因此试剂Y为NaOH,因为NaOH是强碱,用量较少达到pH=9.8;(4)根据流程,反应⑤加热煮沸,产生气体,因此试剂Z为Na2CO3;(5)加热煮沸,发生双水解,即反应方程式为:MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑。