Question

【题目】高纯度的氢氧化镁广泛应用于医药、电力等领域．镁硅酸盐矿石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如图1：

已知1：溶液Ⅰ中除MgSO4外，还含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等离子2：几种金属阳离子的氢氧化物沉淀时的pH如下表所示：

	Fe3+	Al3+	Fe2+	Mg2+
开始沉淀时	1.5	3.3	6.5	9.4
沉淀完全时	3.7	5.2	9.7	12.4

（1）向溶液Ⅰ中加入X的作用是 ．
（2）向溶液Ⅰ中加入的两种试剂先后顺序是（填化学式）．
（3）加入H2O2溶液反应的离子方程式是 ．
（4）如图2是Mg2+转化率随温度t的变化示意图：
①t1前Mg2+转化率增大的原因是；t1后Mg2+转化率下降的原因是（用化学方程式表示） ．
②向溶液Ⅱ中加入氨水反应的离子方程式是 ．

Answer 1

【答案】
（1）调节溶液pH
（2）H2O2、MgO
（3）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
（4）升高温度，Mg2+转化率增大，平衡右移，反应是吸热反应；NH3?H2O NH3↑+H2O；Mg2++2NH3?H2O=Mg（OH）2↓+2NH4+
【解析】解：液Ⅰ中除MgSO4外，还含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等离子，根据题中提供的各种金属离子沉淀的pH值可知，加入双氧水可以将亚铁离子氧化成铁离子，再加入试剂X主要作用是调节溶液pH值，使铁离子沉淀，可以加氧化镁或氢氧化镁等，过滤后在滤液中加入氨水使溶液中镁离子沉淀，得氢氧化镁沉淀，由于要通过使铁离子沉淀的方法除去铁，所以要先氧化再沉淀，根据Mg2+转化率随温度t的变化示意图可知，由于氨水与镁离子反应生成氢氧化镁的反应是吸热反应，所以升高温度，镁离子的转化率增大，但随着温度的升高，氨气在水中的溶解度减小，氨水的浓度减小，会导致Mg2+转化率减小.
（1.）根据上面的分析可知，向溶液Ⅰ中加入X的作用是调节溶液pH，所以答案是：调节溶液pH；
（2.）根据上面的分析可知，要先氧化再沉淀，所以向溶液Ⅰ中加入的两种试剂先后顺序是H2O2、MgO，所以答案是：H2O2、MgO；
（3.）根据上面的分析可知，加入H2O2溶液反应的离子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，所以答案是：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（4.）①根据上面的分析可知，t1前Mg2+转化率增大的原因是 升高温度，Mg2+转化率增大，平衡右移，反应是吸热反应；t1后Mg2+转化率下降的原因是氨气在水中的溶解度减小，氨水的浓度减小，反应的方程式为 NH3H2O NH3↑+H2O，所以答案是：升高温度，Mg2+转化率增大，平衡右移，反应是吸热反应；NH3H2O NH3↑+H2O；
②向溶液Ⅱ中加入氨水与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，反应的离子方程式是 Mg2++2NH3H2O=Mg（OH）2↓+2NH4+ ，
所以答案是：Mg2++2NH3H2O=Mg（OH）2↓+2NH4+ ．