Question

氢氧化镁：①是中强碱；②广泛用作阻燃剂和填充剂．以白云石（化学式：MgCO₃?CaCO₃）为原料制备氢氧化镁的工艺流程如下：

（1）根据流程图，白云石“轻烧”后固体产物的主要成份是MgO和

 

（写化学式）．
（2）流程图中“加热反应”有氨气生成的化学方程式为

 

．
（3）洗涤Mg（OH）₂沉淀所用玻璃仪器有：

 

、烧杯、玻棒；检验洗净的方法是

 

．
（4）传统工艺是将白云石高温分解为氧化镁和氧化钙后提取，而该工艺采用轻烧白云石的方法，其优点是

 

．
（5）25℃时Mg（OH）₂饱和溶液的中：c（Mg²⁺）=2.80×10^-4mol/L，Mg（O₂）₂^2-、Mg（OH）₄^2-的浓度共为2.35×10^-4mol/L，则溶液的pH=

 

（取整数值）；若经过循环利用，每制得5.8t Mg（OH）₂时排出200m³的废水，其中Mg²⁺、Mg（O₂）₂^2-、Mg（OH）₄^2-的浓度共为1.50×10^-4mol/L，则该工艺的产率为

 

（保留4位小数）．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：流程分析白云石主要成分为MgCO₃?CaCO₃轻烧，从过滤中可以得到CaCO₃、来进行判断，可知分解的只是碳酸镁，研磨加入水和硫酸铵加热，硫酸铵和氧化镁反应生成氨气、硫酸镁和水，过滤加入氨水生成氢氧化镁沉淀，过滤得到氢氧化镁固体，
（1）从过滤中可以得到CaCO₃、来进行判断，可知分解的只是碳酸镁；
（2）加热的过程是放出氨气的过程，该过程中因为氧化镁跟水反应很少，因此涉及到的反应应该为：（NH₄）₂SO₄+MgO

△   .

MgSO₄+2NH₃↑+H₂O；
（3）洗涤氢氧化镁沉淀应在过滤器中进行，检验洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液检验是否含有硫酸根离子；
（4）减少能源消耗、便于CaCO₃分离；
（5）溶液中离子电荷守恒计算；产率=

实际量

理论量

×100%．

解答： 解：（1）从过滤中可以得到CaCO₃、来进行判断，可知分解的只是碳酸镁，分解生成氧化镁，白云石“轻烧”后固体产物的主要成份CaCO₃、MgO；
故答案为：CaCO₃；
（2）加热的过程是放出氨气的过程，该过程中因为氧化镁跟水反应很少，因此涉及到的反应应该为：（NH₄）₂SO₄+MgO

△   .

MgSO₄+2NH₃↑+H₂O
故答案为：（NH₄）₂SO₄+MgO 

△   .

 MgSO₄+2NH₃↑+H₂O；
（3）洗涤氢氧化镁沉淀应在过滤器中进行，检验洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液检验是否含有硫酸根离子，洗涤Mg（OH）₂沉淀所用玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻棒等，取洗涤液加入氯化钡溶液，若无沉淀生成，说明已洗净；
故答案为：漏斗；取洗涤液加入氯化钡溶液，若无沉淀生成，说明已洗净；
（4）分析流程可知，传统工艺将白云石分解为氧化镁和氧化钙后提取，该工艺采用轻烧白云石的方法可以减少能源消耗、便于CaCO₃分离；
故答案为：减少能源消耗或便于CaCO₃分离；
（5）25℃时Mg（OH）₂饱和溶液的中：c（Mg²⁺）=2.80×10^-4mol/L，Mg（O₂）₂^2-、Mg（OH）₄^2-的浓度共为2.35×10^-4mol/L，溶液则电荷守恒得到，2c（Mg²⁺）=c（OH^-）+2c[Mg（O₂）₂^2-]+2c[Mg（OH）₄^2-]，
C（OH^-）=2×2.80×10^-4mol/L-22.35×10^-4mol/L=8.4×10^-5，c（H⁺）≈10^-10mol/L，则溶液的pH=10；
若经过循环利用，每制得5.8t Mg（OH）₂时排出200m³的废水，其中Mg²⁺、Mg（O₂）₂^2-、Mg（OH）₄^2-的浓度共为1.50×10^-4mol/L，则该工艺的产率=

5.8×106

5.8×106+1.5×10-4×200×103×58g/mol

×100%=99.97%，
故答案为：10；99.97%．

点评：本题考查了物质分离方法和流程理解应用，主要是混合物分离试剂的作用，产物的分析判断，掌握基础是关键，题目难度中等．