Question

【题目】氧化镁在易燃材料中常被用作阻燃剂，碳酸镁高温分解法是工业上制备轻质氧化镁的常用方法。镁硅矿主要成分为Mg3(Si2O5)(OH)4和还有少量的Fe2O3、Al2O3等。以镁硅矿为原料制备碳酸镁晶体（MgCO3nH2O）的生产流程如下：

已知“焙烧”过程中的主要反应为：Mg3(Si2O5)(OH)4＋5(NH4)2SO43MgSO4＋10NH3↑＋2SiO2＋7H2O↑＋2SO3↑

（1）Mg3(Si2O5)(OH)4用氧化物的形式表示为___，焙烧产物NH3的电子式为__。

（2）为提高水浸速率，可采取的措施为__（任写一种）。“浸渣”的主要成分为__。

（3）“除铝、铁”时，需将溶液pH调至8.0左右，适宜作调节剂的是__（填字母代号）。

a．Ca(OH)2 b．Mg(OH)2 c．NH3H2O

（4）“沉镁”过程中反应的离子方程式为__。“沉镁”时若温度超过60℃，将会产生较多的碱式碳酸镁杂质，原因是___。

（5）流程中可以循环利用的物质是___（填化学式）。

（6）为测定产品MgCO3nH2O中的n值，称取15.6g产品进行充分加热至恒重，冷却，称得固体质量为4g，则n＝__。

Answer 1

【答案】3MgO2SiO22H2O 将焙烧渣粉碎、加热或搅拌 SiO2 bc Mg2++2HCO3-+(n－1)H2O=MgCO3·nH2O↓+CO2↑ 升温促进Mg2+水解 (NH4)2SO4 3

【解析】

以石棉尾矿（主要含有Mg3（Si2O5）（OH）4和少量的Fe2O3、Al2O3）为原料制备碳酸镁晶体（MgCO3nH2O）的工艺流程：加入硫酸铵焙烧得到MgSO4、SiO2、Fe2O3、Al2O3，水浸，形成Mg2+、Fe3+、Al3+的溶液，SiO2不溶于水形成浸渣，加入Mg（OH）2或NH3H2O将pH调至8.0左右，将Fe3+、Al3+以氢氧化物的形式过滤除去，向含有镁离子的滤液中加入碳酸氢铵发生反应：Mg2++2HCO3-+（n-1）H2O=MgCO3nH2O↓+CO2↑，洗涤晶体可得，据此分析解答。

（1）化学式改写成相应的氧化物的形式，按照活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、SiO2、H2O的顺序来书写，Mg3（Si2O5）（OH）4用氧化物的形式表示为：3MgO2SiO22H2O；氨气为共价化合物，其电子式为：；故答案为：3MgO2SiO22H2O；；

（2）为提高水浸速率，可采取的措施有：将焙烧渣粉碎、加热或搅拌等；石棉尾矿加入硫酸铵焙烧得到MgSO4、SiO2、Fe2O3、Al2O3，水浸，SiO2不溶于水形成浸渣；故答案为：将焙烧渣粉碎、加热或搅拌；SiO2；

（3）“除铁、铝”时，需将pH调至8.0左右，选择不引入新杂质的试剂，故可选用Mg（OH）2或NH3H2O；故答案为：bc；

（4）“沉镁”过程中反应的离子方程式为：Mg2++2HCO3-+（n-1）H2O=MgCO3nH2O↓+CO2↑；升温促进Mg2+水解生成Mg（OH）2，Mg（OH）2与CO2反应生成碱式碳酸镁，故答案为：Mg2++2HCO3-+(n－1)H2O=MgCO3·nH2O↓+CO2↑；升温促进Mg2+水解；

（5）沉镁过程的滤液为（NH4）2SO4，可循环使用；故答案为：（NH4）2SO4；

（6）称取13.8gMgCO3nH2O进行受热分解，MgCO2nH2O受热分解生成MgO、CO2、H2O，最终剩余的固体为MgO4.0g，n（Mg）==0.1mol，则n（MgCO3）=n（Mg）=0.1mol，m（MgCO3）=8.4g，m（H2O）=13.8g-8.4g=5.4g，n（H2O）= =0.3mol，1：n=n（MgCO3）：n（H2O）=0.1：0.3，故n=3。