题目内容
【题目】碱式碳酸镁[MgCO3·Mg(OH)2·3H2O]是重要的化工原料。用橄榄石制取碱式碳酸镁的一种工艺流程如图所示。
已知:阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和恰好完全沉淀(阳离子浓度等于10-5mol/L)时的pH如下表所示。
阴离子 | 开始沉淀时的pH | 怡好完全沉淀时的pH |
Fe3+ | 2.7 | 3.7 |
Mg2+ | 9.7 | 11 |
（1）将Mg9FeSi5O20改写成氧化物的形式:___________________。
（2）将橄榄石粉碎的目的是___________________________。
（3）“调节pH”时，应调节的pH范围是________________________。
（4）加入H2O2后发生反应的离子方程式为_____________________________________。
（5）Ksp[Mg(OH)2]=_______。写出生成碱式碳酸镁的离子方程式：_____________________。
【答案】 9MgO·FeO·5SiO2 增大接触面积，提高酸浸速率 3.7≤pH<9.7 2Fe2++2H++H2O2==2Fe3++2H2O 1×10-11 2Mg2++3CO32-+5H2O==MgCO3·Mg(OH)2·3H2O+2HCO3-
【解析】分析：（1）根据硅酸盐的组成元素改写；
（2）粉碎可以增大反应物接触面积；
（3）调节pH的目的是沉淀铁离子，不能沉淀镁离子，据此解答；
（4）双氧水能氧化亚铁离子，据此书写；
（5）根据氢氧化镁完全沉淀时的pH，结合氢氧化镁溶度积常数表达式计算。
详解：（1）Mg9FeSi5O20含有Mg、Fe、Si、O四种元素，根据正负价代数和为0可知铁的化合价是+2价，则改写成氧化物的形式为9MgO·FeO·5SiO2。
（2）将橄榄石粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率，提高酸浸速率。
（3）“调节pH”时需要沉淀铁离子，镁离子不能沉淀，则根据表中数据应调节的pH范围是3.7≤pH＜9.7。
（4）双氧水具有氧化性，能把溶液中的亚铁离子氧化，则加入H2O2后发生反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O。
（5）完全沉淀镁离子时pH＝11，则溶液中氢氧根的浓度是0.001mol/L，所以Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c(OH－)2＝10－5×0.0012＝1×10-11。根据原子守恒可知生成碱式碳酸镁的同时还有碳酸氢钠生成，则反应离子方程式为2Mg2++3CO32-+5H2O＝MgCO3·Mg(OH)2·3H2O+2HCO3-。
